在前几期碳中和案例回溯专栏中,我们剖析了芬兰污水处理厂的成功经验,总结了荷兰NEWs概念与措施,分析了德国污水处理厂能源中和与碳中和的成功案例,以及奥地利污水处理厂能源中和之策略。这些欧洲案例虽然令人啧啧称奇,但不可否认的是,它们进水有机质浓度都远高于国内水平。那么基于国内水厂“巧妇难为无米之炊”的窘状,我们是否能找到相关的水厂可以借鉴学习的案例?本期我们将介绍美国Sheboygan污水处理厂,它以低进水有机质浓度(约230 mg/L)实现了碳中和目标。
Sheboygan污水处理厂始建于1982年,位于美国威斯康辛州。该工艺采用传统活性污泥法,并结合生物营养物去除单元形成了一套创新工艺,以A/O工艺为蓝本并结合初次沉淀、剩余污泥水解-酸化、污泥浓缩于一体。该工艺流程见图1。
图1 Sheboygan污ewater Treatment Plant 工艺流程
2012年与2013年的平均进出water 水质见表1,平均流量分别为3.7×104 和4.0×104 m3/d。
表1 2012年 与 2013 年 Sheboygan 污water Factory 平均入 出 water 水质
为了达到能源零消耗目标,该厂进行了一系列设备升级改造及运行优化,如更新机械设备、安装气流控制阀、智能控制系统等(见表2)。
表2 Sheboygan 污water Factory 设备改造措施
通过投加食品废物厌氧共消化,使生物气产量大幅增加,同时提高CH4占比,为热电联产提供充足燃料。在2006-2011期间,该廠可利用熱電聯產技術產電16,800 kW·h/d, 製熱16,120 kW·h/d,實現電能自給率90%,熱能自給率85%。
總結而言,她博伊甘市的這個處理設施雖然進入其系統中的廢物含有機質濃度較低,但它們通過節省能量並開發新的資源來創建一個接近於零廢棄的環境,這些努力對於追求更清潔、更加可持續的地球環境具有重要意義。