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，它们的进水有机质浓度远高于国内水平。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案例进行学习？本期我们将介绍美国Sheboygan污水处理厂，它在面对类似挑战时是如何实现产电量与耗电量比值达90%~115%，产热量与耗热量比值达85%~90%佳绩，并逼近能源中和运行目标。
Sheboygan污水处理厂始建于1982年，位于美国威斯康辛州，为响应美国水环境研究基金会（WERF）至2030年所有污水处理厂均要实现碳中和运行的目标，该厂早已加入“威斯康辛聚焦能源(Wisconsin Focus on Energy, FOE)”项目，确立了“能源零消耗”的运行目标和实施计划。
该工艺采用传统活性污泥法工艺，并结合生物营养物去除（BNR）单元形成了一套以A/O工艺为蓝本并结合初次沉淀、剩余污泥水解－酸化、污泥浓缩于一体的创新工艺，完成了生物脱氮除磷。这套工艺流程不仅提高了废物利用效率，也大幅减少了能耗。
通过设备优化升级，如更新泵及鼓风机、安装气流控制阀等，以及智能控制系统的升级，这些措施极大地降低了能耗。在热电联产方面，该廠通过投加食品废物进行厌氧共消化，使得生物气产生大幅增加，同时CH4占比提高，从而能够更有效地利用剩余材料作为燃料。此外，该廠还购买并投加TSS小于10 000 mg/L、高BOD5数值食品制造残留物，以进一步提升生产效率。
截至2012年，该廠可利用热电联产技术产电16 800 kW·h/d、产热16 120 kW·h/d，对此，其实际产能情况如表所示。这种方式不仅节省成本，而且有助于实现更多环保目标。本次实践向我们展示，即使是在进water 有机质浓度较低的情况下，也可以通过合理规划及操作来达到或接近能源中的状态，为其他地区提供宝贵启示。
