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）实现了产电量与耗电量比值达90%~115%，产热量与耗热量比值达85%~90%的佳绩。
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 environment research foundation（WERF）“至2030年所有污水处理厂均要实现碳中和运行”之目标，该厂早在2002年便加入“Wisconsin Focus on Energy(Wisconsin聚焦能源)”项目，并确立了“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，并在原有活性污泥法基础上增加了生物营养物去除（BNR）单元，以A/O工艺为蓝本并结合初次沉淀、剩余污泥 水解-酸化、 污泥浓缩于一体形成了一套创新工艺，完成了生物脱氮除磷。
该廠初始設計流量為7×104m3/d，服務人口為86 500人。在2012年與2013年的平均進入及出處流質見表1，而平均流量分別為3.7×104及4.0×104m3/d。
該廠能夠逼近能源中和運行目標，是因其能量上的「節流」與「開源」措施。首先進行設備優化升級，如更新泵、鼓風機等機械設備，以及智能控制系統等。此外還通過將剩余污泥與含高濃度易降解有機物食品廢物進行厭氧共消化，使生物氣產量大幅增加，並提高CH4占比，這樣就能提高能源回收效率，使其達到能量「開源」。最後通過熱電聯產技術產電並供自用，其實際產能情況見表4。
總結來說，Sheboygan廠雖然進入BOD5相當於我國水平，但僅憑自身節省降低或餘下糞便厭氧消化無法達成真正的資源零排放；即使引入高濃度有機廢物也只能勉強達成資源零排放。但是這種外部提供資源不應納入自己的資源回收份額，因此我們需要尋找其他方法來實現碳中的目標，比如利用出處溫暖使用再生熱力等方式來減少總體溫室氣體排放。
