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学习点?本期我们将介绍美国Sheboygan污水处理厂,其进水有机质浓度与国内相当甚至更低。
Sheboygan污水处理厂始建于1982年,位于美国威斯康辛州。为了响应美国环境保护局对所有污水处理厂实现碳中和运行的目标,该厂早在2002年便加入“Wisconsin Focus on Energy”项目,确立了“能源零消耗”的运行目标。
该厂采用传统活性污泥法工艺,并结合生物营养物去除(BNR)单元形成了一套以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。在2012年与2013年的平均进、出水质量见表1,这些数据显示该地区面临着类似中国部分城市相同的问题,即需有效管理生活排放中的有机物。
通过设备优化升级,如更新机械设备、安装气流控制阀等,以及智能控制系统(PLC)、监视控制和数据采集系统(SCADA)的升级改造,该厂显著提高了效率。此外,该企业还利用热电联产技术,将厌氧共消化产生的CH4转换成电能供自身使用,同时用于取暖,以此实现能量开源。
截至2012年,该企业可利用热电联产技术产电16 800 kW·h/d、产热16 120 kW·h/d,从而实现电能自给率90%,热能自给率85%。然而,由于其投加HSW来增加生物气体生产,这种方法并不符合真正意义上的碳中和,因为它依赖外部资源来补充能源,而不是减少排放或从废弃物重新获取能源。
综上所述,她们可以借鉴这家美国家园区如何通过精心设计其基础设施来最大限度地降低它们对环境影响。她们可以考虑采用更多先进技术,比如温带湿润森林生态修复工程或其他自然恢复项目,以进一步减少他们各自社区对于全球变暖贡献。这不仅是环保做法,也是一种投资未来,为子孙后代创造一个更加健康的地球环境。