处理废水会浪费能源，但这并不是必须的
污水处理厂的能源猪。2013年的研究由电力科学研究院和水研究基金会的报告说，他们消耗大约30十亿千瓦小时的电力，每年，约在美国使用的总发电量的0.8％。
废水处理的高能源足迹是具有讽刺意味的，因为废水中的有机物所含的能量是处理厂所使用能量的五倍美国沼气委员会（PDF）。通过提高能源效率和利用目前浪费的能源来减少污水处理厂的能源足迹，可以节省资金和减少温室气体排放。
尽管所有的能源似乎都在那里，减少处理工厂的化石燃料需求是一个挑战，需要无数的方法。在世界各地，该行业正在试验新技术，不仅评估它们的能源效益，还评估它们的成本和意想不到的后果，如需要管理的额外废物流。
大芝加哥大都会水复垦区(MWRD)已经设定了一个目标，要在2023年之前达到能源中性，这是在英国、丹麦和加州奥克兰东湾市政公用事业区率先实现的，该公用事业区已经超越了净零能源实际上是把能源卖回电网。这些创新者正在使用各种技术，通过提高能源效率来减少用电，并通过现场发电来抵消他们的实际使用。
带来泡沫
发达国家的废水处理通常包括四个主要步骤:一级处理，即将固体和废液分离;二次处理，即细菌分解含有氨和其他污染物的溶解废物，将剩余的固体从处理过的液体中分离出来;一种厌氧步骤，在此步骤中，来自一级和二级步骤的固体在无氧的密封槽中被微生物消化;最后是消毒阶段。
为细菌提供所需的氧气需要消耗废水处理厂四分之一到一半以上的能源。细菌在通过消费有机污染物和无机营养物质如氨打破我们的生活污水和工业废水中起关键作用。但让他们开心的是不容易的。他们需要特殊的条件下茁壮成长：最佳温度;餐饮;和氧气。为细菌提供所需的氧气需要消耗废水处理厂四分之一到一半以上的能源。因此，工厂经营者集中于减少在这一步提高能源效率，能源的使用。
创新者正在通过提高能源效率和现场发电来抵消生产过程的影响，从而减少电力的使用。
传统的植物将空气泵入细菌工作的容器中，通过小孔将空气扩散，产生细菌可以轻松进入的小氧气气泡。这个过程浪费了大量的能量，因为大多数气泡上升到顶部并在没有细菌使用它们的情况下破裂。
业界一直在努力减少这种能量流失了几十年。其中最有前途的方法是膜曝气生物膜反应器（MABR）。
操作人员将大量的充满多孔膜管的立方体插入细菌罐中，而不是将空气压入。鼓风机将低压空气送入管道。细菌聚集在管子的外面，吸收通过管子的氧气，形成氧气浓度差，帮助更多的氧气扩散。
“细菌实际上是要求苛刻的氧气和影响梯度，”格伦Vicevic，产品管理主管通用电气公司的水处理技术，这使得一个版本的技术说，ZeeLungMWRD在其位于伊利诺伊州斯科基(Skokie)的奥布莱恩水再生厂进行了测试。
GE估计，根据现有的工厂设计和操作，ZeeLung比传统的强制通风草案的四倍节能。
提振沼气
从废物废水中捕获能量是在大型工厂，它使用称为罐厌氧消化器或沼气池脱离初级和次级步骤有机固体为甲烷气体和二氧化碳的标准做法。细菌再次做工作，但这次没有氧气。将所得的甲烷可以被捕获并在沼气引擎来产生电和热，可以在工厂的操作中使用燃烧。或者，它可以升级到天然气的质量和投入管道。
只要美国植物的35％（PDF）产生沼气发电，部分是因为在美国的大多数污水处理设施都比较小。“为了符合成本效益，你必须是一个相当大的设施，污水处理，每天至少5000000加仑，”能源效率研究办公室在加州能源委员会的经理卢弗吉尼亚州说。
发电厂如果不能产生足够的燃气来发电，就会将其烧掉。增加电池存储可以让他们储存足够的能量，使其使用物有所值，卢说:“我认为未来会更加强调尽可能多地利用沼气来抵消购买的电力，并减少碳足迹。”
氨分解
另一种方式是MRWD减少其能源使用是细菌厌氧氨氧化叫。氨，废水中污染物中发现，一直在挑战在废水处理中和。这期间在二级处理曝气过程通常被分解细菌，但需要更多的能量来对付它比其他任何污染物。“氨是在曝气过程中你的最高空气的需求，” MWRD执行董事大卫·圣皮埃尔说。
克鲁格，威立雅水务技术公司的子公司，注册商标这个过程被称为ANITA莫克斯更好地处理氨。它出售塑料载体，看起来有点像蜂窝谷物，有无数表面容纳anammox和氨氧化细菌。这两种细菌都需要去除大部分的氨——大约80%到85%。MWRD是在将液态污泥放入曝气步骤之前，利用ANITA Mox将其分解成氨。
“如果你能在厌氧过程分解氨，你的空气显著减少需求，”圣皮埃尔说。“它有承诺在您的工厂60％，以减少您的电器使用。因此，它是巨大的。”
MWRD的灵感来自于马塞里斯堡污水处理厂2015年，由于ANITA Mox和其他节能措施以及沼气生产，圣皮埃尔的发电量仅占其所使用能源的153%。丹麦的另一家工厂也在使用ANITA Mox;两个在瑞典;在弗吉尼亚州的纽波特纽斯;达拉谟,北卡罗来纳州
与其它能量产生的努力，包括在一种植物的太阳能电池板结合，MWRD预计即将产生90％，它使用的能量。
“我们正试着从经营一个废物处理厂转变为资源回收设施，”皮埃尔说。
