在前几期碳中和案例回溯专栏，我剖析了芬兰污水处理厂华丽转变“能源工厂”之成功经验，总结了荷兰前瞻性的NEWs概念与措施，分析了德国污水处理厂能源中和与碳中和成功经验，以及概述了奥地利污水处理厂能源中和之策略。这些案例不仅展示了如何将污水处理工艺与能效优化相结合，而且还提供了一系列实现碳中和的路径。但是，这些欧洲水厂进水有机质浓度都远高于国内水平。
那么，在考虑到国内实际情况下，我们是否能够从这些案例中学到什么？本期我将介绍美国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。这座工厂通过“开源”与“节流”并举，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。本文基于该工艺流程，将重点剖析该工厂在能源开源与节流方面的措施，并总结其逼近能源中和运行之成功经验。
首先，让我们了解一下Sheboygan污水处理厂的基本情况。该工廠始建於1982年，位于美国威斯康辛州，为响应美国water环境研究基金会（WERF）至2030年所有污染物處理廠均要實現碳零排放目标，该廠早已加入“威斯康辛聚焦能效(Wisconsin Focus on Energy, FOE)”項目，並確立了“能效零消耗”的運行目標與實施計劃。
該廠采用傳統活性污泥法工藝，並進行了一次大型升級改造。在原有的活性污泥法基礎上增加了一個生物營養物去除單元，以形成一個以A/O為藍本並結合初次沉淀、剩余污泥分解-酸化、再生濃縮為一體的創新工作過程。我們將進一步探討這種獨特設計如何幫助該設施提高其能效。
除了這些直接節省成本的措施外，她伯根市還採取了一項名為「開源」的策略，這包括利用廢棄食品來增強生物氣體產生力。通過添加這些廢棄食品，她伯根市有效地增加了自己的生物氣體產出，使得她可以更有效地利用熱電聯用技術來發電並供暖。她伯根市通過此舉不僅減少了對外部燃料依賴，也提高了自身對可再生資源的使用率。此外，這種方法也顯著降低了她伯根市對環境影響的一般風險，因為它減少了一氧化碳排放，並且不會導致其他負面環境影響。
總而言之，這座美國Sheboygan植物処理設施雖然面臨著類似於我們國內許多設施所面臨的情況，但卻通過其獨特混合「節約」與「開發」策略達到了驚人的結果。如果我們希望將這樣的心智轉移應用於我們自己的設施，我們需要深入思考如何優化我們目前的手段，以及如何從國際最佳實踐學習，而不是僅僅模仿他們。我們還需要考慮到進步中的挑戰，即使是最先進設備也是有限制，而且即便是最佳做法也不可能適用於每一個情境。
