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美国正朝着提高废水处理能源利用率的目标大踏步迈进，为实现该目标，美国各州都采取了不同的方案。对此，JimForce总结了以下报告。

能源利用的悄然变革

曾几何时，人们还会对污水处理厂提到沼气利用、太阳能电池板以及风力发电感到新鲜不已。在一些专业学术大会中开设的能源回收研讨会大多也是自弹自唱，而现如今这种现象早已不复存在。

驱于电力成本的日渐上涨和人们对温室气体排放的日益关注，美国污水处理行业开始认真对待能源问题。

来自劳伦斯伯克利国家实验室的科学家Rid Brown在2008年2月份向美国国会发声，他认为如果污水厂愿意使用那些已经经过验证的新型技术，将能够使污水厂能耗降低10~30%，但是在使用这类新技术之前，更重要的是污水处理厂运营人员首先要能充分重视并执行综合能源管理计划。

位于佛吉尼亚州的WERF(thewater environment research foundation)在致力于提高能源利用率领域一直是佼佼者。

“我们的目标是在2030年实现能耗和碳中和，” Lauren Fillmore说，他在WERF负责管理能源项目。在美国的加利福尼亚州、威斯康星州和纽约还有一些类似的兄弟机构，他们的工作是关注能源问题，编译数据，组建基金，支持试点工程，实现能源可持续性高效利用。

在美国有16000多座污水处理厂，这些污水厂的耗电量占了全社会总耗电量的1%。能耗主要消耗在水泵、曝气、污泥处理方面，这些电力成本可以占到水厂运营成本的30%，仅次于人员劳务支出。美国所有污水厂的全年总电耗将近支出四十亿美元，同时还会向大气中排放大约4500万吨的温室气体。

尽管如此，节能问题在过去并没有引起广泛关注，这种现象直到最近才有所改善。在设计有厌氧消化工艺的污水处理厂中，只有19~20%的污水处理厂真正做到了利用厌氧消化工艺的产能。

“从传统角度讲，污水处理一般都更加关注是否排水达到排放水质标准，”Fillmore说，“在面对一些新事物时，管理者往往采用一些相对保守的做法，再加上成本问题，就更难推进了。”

WERF有一项致力于改变这个现状的计划，该计划涵盖研发、指导、管理等各层面。“我们正与全球水研究联盟携手，筹划一个最佳能源利用方法汇编。这个汇编会提到目前全球范围内哪些新技术可以帮助污水处理厂降低能耗需求，提高能源回收率。”Fillmore说。

在污水处理能耗问题方面，WERF一直坚持不断地向美国国会提出专业性建议。通过调研和团队研究，WEFR正在做一些实际的技术开发，比如污水处理单元产生的温室气体——甲烷，如何确定化粪池系统中甲烷的排放量，如何提高污泥消化系统中沼气的产量，以及其他创新性技术等。

其中一个重要的项目是，基于能源可持续性标准和具体实践情况开发一个新的数据库。这些实践情况主要来自于欧洲一些已经实现产能大于耗能的污水处理厂，比如奥地利Strass污水厂。WERF将这些研发结果第一时间推送到用户手里，并最终扩大到整个行业。

各个污水厂付出的努力

这些研究和导则在实际应用中将转化为可量化的结果，通过应用这些研发成果，可以有效帮助污水厂提高能效。

在威斯康星州，有一个项目叫“Focus on Energy(关注能源)”，这个项目于十年前启动，旨在使这座美国中西部的洲成为能源利用领域的领头羊。Joe Cantwell是这个项目的负责人之一，“这个项目启动的时候，”他说，“我基本每次都需要跑到各个污水厂里进行推销，问人家是否对我们的项目感兴趣。但是现在不会这样了，都是他们来主动找我。”Focus on Energy项目不止会帮助污水处理厂发现可以改进的工艺之处，还将有助于招募资金。“我们会对项目给予资金支持，”Joe说，“我们对水厂的要求就是必须把这些钱花在工艺改进方面。”

Cantwell认为用于能耗提效的资金大多可用于曝气系统改造和消化池产沼气，曝气系统改造包括更换曝气系统、减少曝气头数量、优化溶解氧控制。

延伸阅读：

【案例】污水处理厂碳中和运行的潜力分析——以我国为例

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原标题：如何提高污水处理中的能源利用，看看美国怎么做

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