在前几期碳中和案例回溯专栏,剖析了美国Sheboygan污水处理厂的成功经验,总结了其在能源开源与节流方面的措施。该厂通过工艺升级改造和运行优化,如设备更新、安装气流控制阀、升级智能控制系统等,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。同时,该厂还通过投加高浓度食品废物进行厌氧共消化,使生物气产量大幅增加,并利用产生的CH4进行热电联产(CHP)技术生产电能和热能。
该厂始建于1982年,位于美国威斯康辛州,是一个采用传统活性污泥法工艺处理污水的大型污水处理厂。在2000年前后,该厂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,以提高进出水质量。此外,该厂还购买并投加TSS 小于10 000 mg/L、高BOD5 的食品制造残留物,与剩余污泥一同进入一级厌氧消化池。
截至2012年,该厂因投加HSW而使产气量增加了200%,为后续热电联产提供了充足的燃料。在2013年,该厂实现了一系列优秀的能源效率指标,其中包括平均每日产生16 800 kW·h 电能和16 120 kW·h 热能,以及达到90%及以上的自给率。
综上所述,Sheboygan污水处理厂通过对自身设备进行优化以及引入外部资源来实现能源中和,这些措施为其他低进水有机质浓度无需建立新设施或大量投资以达到碳中和目标提供了一种可能性。但是这种方法也存在局限性,因为它依赖于外源有机材料,并且并不完全符合碳中和标准,因此需要进一步探讨如何更好地结合本地资源来实现真正意义上的碳中和目标。