18项面向未来污水处理节能技术的评估报告（2）：强化污水化学能的回收，第一期请点击：18项未来污水处理节能技术报告：改善现有污水处理厂能耗效率
2015年，美国水环境研究基金会WERF、国际水协会IWA以及纽约州能源研究与发展局NYSERDA联合发布了一份名叫Assessment of Technology Advancement for Future Energy Reduction的报告。这份报告对18个专项技术领域进行了评估，评估内容包括其技术成熟度、对行业产生的影响以及推广应用潜力等方面。这份报告将18个专项技术领域划分为了三大主题进行评估分析， IWA微信公众号将向读者分四期分别进行介绍。第二期的主题是强化化学能回收。
1、CANDO工艺
CANDO工艺是一种能从测流氨氮废水中回收一氧化二氮的脱氮技术。一氧化二氮可以作为助燃剂提高发动机效率。CANDO工艺的第一步通常是SHARON的短程硝化工艺，这是非常成熟的工艺，能减少处理侧流液的曝气量达25%。目前研发团队正在位于美国加州Delta Diablo的Antioch污水厂对此工艺进行测试。
专家们普遍认为这是一项小众技术，他们认为这项技术处于介乎实验室规模和中试规模的阶段，需要更有力的商业案例来取得突破;而只有氨氮的去除率和转化率都需要超过80%、氨氮的负荷率要超过每天1 kg-N/m3才能让这项工艺更有吸引力。整个技术研发阶段的时间可能长达10年。在基础研究方面它有待解决的问题包括如何改进一氧化二氮的利用效率、如何降低系统的复杂度、能否把应用范围从侧流拓展到主流。在规模方面，专家们的观点相差较大，有的认为适于10MGD以下的规模，有的则认为需大于100MGD。考虑到大型污水厂侧流的氨氮负荷更高，应该后者的能量效益会更高。在非技术方面，CANDO工艺存在的障碍包括工艺的风险、长期运行的可靠性、成本效益以及没有相应的再生能源政策促进这样的新技术的发展。
2、从污泥中回收高级碳氢化合物
这一领域的研究焦点是如何从污泥中回收经济价值更高的燃料产品，包括可以直接用于现有运输基础设施的替代性燃料。在此背景之下，美国能源部将从污泥和其他形式有机废物中生产出的含有四个或以上碳原子的高级碳氢化合物(hydrocarbons)。在空气质量要求特别严格或者电价较低的地区，这种回收资源的方法可能比厌氧消化和热电联产有更多好处。
这领域包含了很多处于不同研发阶段的工艺技术，包括生物质水热液化(HTL - hydrothermal liquefaction)。有专家指出，要用更多的化工思维看待这话题，因为它涉及了太多关于产品、反应平台和反应路径等方面的知识。
专家们列出了这个领域里可能进行生产的产品清单：
热解油
热裂解气( CO, H2, CH4, CO2)
气化器产生的合成器(Syngas，如 CO, H2，乙烷和其他气体)
中间产物如甲醇
挥发油(Naphtha)作为生产塑料的底料
正丁醇
挥发性脂肪酸(VFAs- volatile fatty acids)中生产的生物柴油
和其他传统燃料混合的产品
虾饲料 (更高价值的动物饲料产品)
费托合成反应器(Fischer-Tropsch reactors)被认为是能实现这一目标的技术路线。但是专家们也指出，现有污水厂的污泥产出规模很难满足费托合成工艺的要求。对此，有一些专家指出可以通过存库系统(depot system)的方法来解决这个问题：现在污水厂把污泥转化成一个中间产物(如热解油)，然后将几个厂的中间产品运到一个大厂集中处理。他们提到了几个已经有工业应用的案例：一个是能从每吨脱水污泥生产1/2桶合成原油(42加仑，主要成分是石蜡和柴油)，另外案例的产能则是60加仑。