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。
通过“开源”与“节流”并举，该厂于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%，已逼近能源中和运行目标。本期我们将重点剖析该厂在能源开源与节流方面的措施，以及总结其逼近能源中和运行之成功经验。
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，该厂早在2002年便加入“Wisconsin Focus on Energy（FOE）项目”，确立了“能源零消耗”的运行目标及实施计划。
该工艺采用传统活性污泥法，并结合生物营养物去除单元形成了一套以A/O工艺为蓝本、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。在设备优化升级方面，该廠从2005开始进行了一系列改造，如更新机械设备、安装气流控制阀等，以提高能效。而通过投加食品废物厌氧共消化，可大幅增加生物气产量，使得CH4占比得到相应提高，从而提高能量回收效率。
截至2012年，该廠因投加HSW使产气量增加到了两倍，为后续热电联产技术提供了充足燃料。此外，该廠利用产生的CH4通过热电联產技術產電16 800 kW·h/d、產熱16 120 kW·h/d，实现電能自給率90%，熱能自給率85%。
总结来说，这些低进水有机质浓度无需依赖自身节能降耗或剩余污泥厌氧共消化即可达到碳中和，但距离实际碳排放零差距仍然相去甚远，因此需要探索其他途径，如出water余温热能回收等方式来支持这一目标。
