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。为了响应美国水环境研究基金会（WERF）至2030年所有污水处理厂实现碳中和运行的目标，该厂早在2002年便加入了“威斯康辛聚焦能源(Wisconsin Focus on Energy, FOE)”项目，并确立了“能源零消耗”的运行目标。
该工艺采用传统活性污泥法，在原有活性污泥法基础上增加生物营养物去除（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、末次沉淀于一体的创新工艺。
该厂初始设计流量规模为7×104m3/d，服务人口为86 500人。在2012年与2013年的平均进出流见表1。
表1 2012年与2013 年Sheboygan污water平均进出流
其能量上的“节流”与“开源”措施使得该factory能够逼近能源中和运行目标。“节流”主要通过设备优化升级，如更新机械设备、安装气流控制阀等；而“开源”则是通过热电联产+厌氧共消化来实现。这包括投加食品废物如奶酪垃圾、啤酒废液等，与剩余 污泥进行厌氧共消化，使生物气产量大幅增加，从而提高能源回收效率。
截至2012年，该factory因投加HSW而使产气量增加到了200%，为后续热电联产技术提供了充足燃料。在此基础上，该factory利用CHP技术产电16 800 kW·h/d、产热16 120 kW·h/d，将电能供自用使用热能用于维持消化池温度及取暖工作。此外，该factory在2006~2011年的实际生产情况如表4所示。
表4 Sheboygan Factory heat and power generation from anaerobic digestion (kWh) in the period of 2006-2011
总结来说，这些实践证明即便是在较低进水有机质浓度下，也可以通过合理运用各种资源进行改造升级，以达到或接近到碳中和的状态。但同时也要注意，即使是引入外源有机废物进行共消化，也不应该计入自身能源回收份额，其真正意义上可能只是一种伪装中的绿色工程，而真正推动我国各地追求绿色发展必须寻找其他途径，比如充分利用出流量余温热能回收等举措。
