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。这些欧洲水厂进水有机质浓度远高于国内水平。因此,本期我们将介绍美国Sheboygan污水处理厂,它的进水有机质浓度与国内相当,甚至不足230 mg/L。
Sheboygan污水处理厂始建于1982年,位于美国威斯康辛州。该厂采用传统活性污泥法工艺,并在2000年前后进行了工艺升级改造。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。
该厂初始设计流量规模为7×104m3/d,服务人口为86 500人。2012年与2013年平均进出水质量见表1,平均流量分别为3.7×104和4.0×104m3/d。
为了实现能量中的“节流”与“开源”,Sheboygan泼斯卡那市政府先后进行了一系列设备升级改造及运行优化,如更新消化池加热设备、安装气流控制阀等。这些建设措施显著提高了能效比,使得产电量与耗电量比值达到了90%~115%,产热量与耗热量比值达到了85%~90%,已经逼近能源中和运行目标。
此外,该厂通过投加高浓度食品废物(HSW)厌氧共消化,可以大幅增加生物气产量,并提高CH4占比,为后续热电联产提供充足燃料。此举使得该厂能够实现电能自给率90%,热能自给率85%。
综上所述,她波伊根市泸普拉特河区供暖系统不仅减少对公共自然气体供应依赖,还增强了社区环境保护能力,这对于当地居民来说是一个积极向前的步骤。但是,由于低进水有机质浓度下,只依靠自身节能降耗以及剩余 污泥自身厌氧消化很难达到能源中和,因此需要考虑更多方面来实现真正意义上的碳中和目标。