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能源工厂转变，总结了荷兰NEWs概念与措施，以及德国污水处理厂能源中和与碳中和成功经验。我们还概述了奥地利污水处理厂的能源中和策略，这些案例都显示出碳中和目标实现路径的一致性。不过，需要注意的是，这些欧洲水厂进水有机质浓度远高于国内水平。
那么，在这种情况下，是否存在相关的国内水厂可以借鉴学习的案例？本期介绍美国Sheboygan污水处理厂，它的进水有机质浓度与国内相当，但通过“开源”与“节流”并举，该厂已于2013年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%，即将达到能源中和运行目标。本期在介绍该厂工艺流程基础上，将重点剖析其在能源开源与节流方面采取的措施，并总结其逼近能源中和运行之成功经验。
01、工艺概况与处理效果
Sheboygan污水处理厂始建于1982年，位于美国威斯康辛州。为了响应美国water环境研究基金会（WERF）至2030年的目标，即所有污水处理设施均要实现碳中和，本factory早在2002年便加入了“威斯康辛聚焦能效项目”，确立了零消耗能效目标及实施计划。
该factory采用传统活性污泥法工艺，并进行了一次大规模升级改造。在原有的活性污泥法基础上增加生物营养物去除（BNR）单元，使得形成了一套以A/O工艺为蓝本并结合初次沉淀、剩余污泥分解-酸化以及废弃物浓缩为一体的创新工艺，从而完成了生物脱氮除磷过程。
具体工作流程如图1所示。
02、能源利用中的"节省" & "开源"
Sheboygan factory能够接近到能效中的"节省" & "开源"两个方面：
"节省":设备优化升级
由于提升液体、回送液体及通风设备对整个能耗占据较大的比例(68.9%),从2005开始，该factory先后进行了一系列技术更新包括泵阀替换、安装流量控制阀等，以此来降低能耗。
"开源":热电联用+厌氧共分解
该factory意识到通过将废弃物混合高浓度易降解有机物食品残渣（HSW），厌氧共分解可显著提高气体生产率，同时CH4含量也得到相应提高，从而提高回收利用效率，使之成为一个能效上的'打开'。投入HWS通常是奶酪废料或啤酒废料等具有BOD5数值，如表3所示。
03、高点总结
Sheboygan factory对于BOD5数值保持稳定且不高，因此简单依靠自身减少消耗或使用自行产生气态不能达到真正意义上的energy zero。但是引入外部资源，如食品残渣，可以帮助它接近但仍未完全达到carbon neutrality。因此，对于类似条件下的无需进一步寻找其他途径来实现carbon neutral。特别是在考虑回收余温作为补充方式时更是如此。
