本發(fā)明屬于能源利用，尤其涉及新型清潔節(jié)能的能源利用和環(huán)境治理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)前環(huán)境治理與新能源領(lǐng)域中，污水處理系統(tǒng)、垃圾焚燒處理系統(tǒng)和電解制氫系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。盡管已有技術(shù)嘗試將這三種系統(tǒng)結(jié)合，但目前的結(jié)合方式主要集中在將各自產(chǎn)生的廢物、廢氣等進(jìn)行二次利用然后用于其余系統(tǒng)中，并未形成一個(gè)系統(tǒng)化閉環(huán)的能源利用和環(huán)境治理系統(tǒng)。

2、現(xiàn)有的技術(shù)中，中國(guó)專利cn117181794a記載了一種城市再生資源制氫靜脈產(chǎn)業(yè)園系統(tǒng)，該系統(tǒng)雖然包含了污水處理系統(tǒng)、垃圾焚燒處理系統(tǒng)和電解制氫系統(tǒng)等子系統(tǒng)，但其主要功能是整合各種城市再生資源用于制氫，而非將各個(gè)系統(tǒng)緊密組合，形成一個(gè)系統(tǒng)化閉環(huán)的能源利用和環(huán)境治理系統(tǒng)。這種現(xiàn)狀導(dǎo)致了幾個(gè)明顯的不足：

3、首先，垃圾焚燒發(fā)電廠的運(yùn)行穩(wěn)定性受限于垃圾熱值的不穩(wěn)定性。由于垃圾數(shù)量和種類的波動(dòng)性較大，垃圾的熱值也隨之變化，導(dǎo)致發(fā)電效率不穩(wěn)定。為維持穩(wěn)定的發(fā)電功率，通常需要在焚燒過(guò)程中添加煤或天然氣等化石燃料以提升熱值，這不僅增加了化石資源的消耗且易產(chǎn)生廢氣等污染環(huán)境，還提高了系統(tǒng)的運(yùn)行成本，削弱了發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

4、其次，在污水處理方面，特別是對(duì)于北方地區(qū)的污水處理廠，在冬季低溫條件下，污水生化系統(tǒng)的水溫難以維持在30℃～35℃這一最適合處理的溫度范圍。這種低溫環(huán)境會(huì)顯著影響污水處理的效果，降低系統(tǒng)的整體效率和處理能力。

5、這些不足說(shuō)明，現(xiàn)有技術(shù)的組合方式僅限于資源的初步整合和部分利用，并未實(shí)現(xiàn)真正意義上的資源閉環(huán)和能量循環(huán)。因此，亟需開(kāi)發(fā)一種能夠有效整合各子系統(tǒng)并形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，以提高能源利用效率和環(huán)境治理水平，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的全面提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)在以下附圖和描述中提出，以使本技術(shù)的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)更加簡(jiǎn)明易懂。

2、本發(fā)明提出新型清潔節(jié)能的能源利用和環(huán)境治理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中各子系統(tǒng)未能形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致垃圾焚燒熱值不穩(wěn)定、污水處理系統(tǒng)效率低下、環(huán)境易受到污染等的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明具有顯著提高了能源和資源的利用效率，減少了環(huán)境污染，降低了系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本，達(dá)到了高效、清潔、節(jié)能和環(huán)保的目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐的技術(shù)特點(diǎn)。

3、本發(fā)明公開(kāi)了新型清潔節(jié)能的能源利用和環(huán)境治理系統(tǒng)，包括相互連接的污水處理系統(tǒng)、垃圾焚燒處理系統(tǒng)以及電解制氫系統(tǒng)；所述污水處理系統(tǒng)包括污水生化系統(tǒng)、污水深度處理系統(tǒng)以及污泥堆肥倉(cāng)，所述污水生化系統(tǒng)與所述污水深度處理系統(tǒng)通過(guò)第一輸水管路連接，經(jīng)所述污水生化系統(tǒng)處理后的水通過(guò)第一輸水管路進(jìn)入所述污水深度處理系統(tǒng)中進(jìn)行深度處理，所述污水生化系統(tǒng)與所述污泥堆肥倉(cāng)通過(guò)第一輸泥管路連接，經(jīng)過(guò)所述污水生化系統(tǒng)處理后的污泥通過(guò)所述第一輸泥管路輸送至所述污泥堆肥倉(cāng)；所述垃圾焚燒處理系統(tǒng)包括垃圾焚燒爐以及通過(guò)煙氣輸送管路連接的余熱鍋爐；所述電解制氫系統(tǒng)包括電解制氫裝置，用于產(chǎn)生氫氣和氧氣，所述氫氣通過(guò)第一輸氫管路供應(yīng)給所述垃圾焚燒爐以提升其熱值，所述氧氣通過(guò)第一輸氧管路輸送至所述垃圾焚燒爐以提高焚燒效率，并通過(guò)第二輸氧管路連接至所述污水生化系統(tǒng)用于曝氣；所述余熱鍋爐通過(guò)第一高溫蒸汽輸氣回氣管路與所述污水生化系統(tǒng)連接，利用所述余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽提升所述污水生化系統(tǒng)的處理效率。

4、在其中一些實(shí)施例中，新型清潔節(jié)能的能源利用和環(huán)境治理系統(tǒng)還包括汽輪發(fā)電機(jī)，所述汽輪發(fā)電機(jī)通過(guò)第一高溫蒸汽輸氣管路與所述余熱鍋爐連接，通過(guò)所述余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)所述汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，所述汽輪發(fā)電機(jī)的輸出通過(guò)第一電路供應(yīng)市電，同時(shí)所述汽輪發(fā)電機(jī)通過(guò)第二電路與電解制氫系統(tǒng)連接，為電解制氫系統(tǒng)提供電力。

5、在其中一些實(shí)施例中，新型清潔節(jié)能的能源利用和環(huán)境治理系統(tǒng)還包括冷凝水儲(chǔ)存系統(tǒng)，所述汽輪發(fā)電機(jī)冷凝后的水通過(guò)第二輸水管路與所述冷凝水儲(chǔ)存系統(tǒng)連接，所述冷凝水儲(chǔ)存系統(tǒng)通過(guò)第三輸水管路與所述余熱鍋爐連接，用以回收利用冷凝水。

6、在其中一些實(shí)施例中，所述電解制氫系統(tǒng)還包括依次連接的純水凈化系統(tǒng)、純水換熱器和純水儲(chǔ)罐，所述純水凈化系統(tǒng)是由第四輸水管路與所述污水深度處理系統(tǒng)連接，將所述純水凈化系統(tǒng)凈化后的純水通過(guò)第五輸水管路進(jìn)入所述純水換熱器，換熱后的純水通過(guò)第六輸水管路進(jìn)入所述純水儲(chǔ)罐。

7、在其中一些實(shí)施例中，所述純水儲(chǔ)罐中的水分為兩部分，一部分通過(guò)第七輸水管路與所述電解制氫裝置連接，用以為所述電解制氫裝置提供水資源，另一部分通過(guò)第八輸水管路與所述冷凝水儲(chǔ)存系統(tǒng)連接。

8、在其中一些實(shí)施例中，所述電解制氫系統(tǒng)還包括氧氣儲(chǔ)罐，所述電解制氫裝置通過(guò)輸氧管路與所述氧氣儲(chǔ)罐連接，所述氧氣儲(chǔ)罐通過(guò)第一輸氧管路與所述垃圾焚燒爐連接，所述氧氣儲(chǔ)罐通過(guò)第二輸氧管路與所述污水生化系統(tǒng)連接，所述氧氣儲(chǔ)罐通過(guò)第三輸氧管路對(duì)外供氧。

9、在其中一些實(shí)施例中，所述電解制氫系統(tǒng)還包括氫氣純化裝置和氫氣儲(chǔ)罐，所述電解制氫裝置通過(guò)第一輸氫管路與所述垃圾焚燒爐連接，所述電解制氫裝置通過(guò)第二輸氫管路與所述氫氣純化裝置連接，所述氫氣純化裝置通過(guò)第三輸氫管路與所述氫氣儲(chǔ)罐連接，所述氫氣儲(chǔ)罐通過(guò)第四輸氫管路與所述垃圾焚燒爐連接，所述氫氣儲(chǔ)罐通過(guò)第五輸氫管路對(duì)外供氫。

10、在其中一些實(shí)施例中，所述余熱鍋爐通過(guò)第二高溫蒸汽輸氣回氣管路與所述氫氣純化裝置連接；所述余熱鍋爐通過(guò)第三高溫蒸汽輸氣回氣管路與所述純水換熱器連接；所述余熱鍋爐通過(guò)第二高溫蒸汽輸氣管路與所述電解制氫裝置連接。

11、在其中一些實(shí)施例中，所述電解制氫系統(tǒng)還包括電源系統(tǒng)，所述電源系統(tǒng)的一端通過(guò)第三電路與可再生能源連接，所述電源系統(tǒng)的另一端通過(guò)所述第二電路與所述汽輪發(fā)電機(jī)連接，所述電源系統(tǒng)通過(guò)第四電路與所述電解制氫裝置連接，用以為所述電解制氫裝置提供電能。

12、在其中一些實(shí)施例中，所述污泥堆肥倉(cāng)通過(guò)第二輸泥管路與所述垃圾焚燒爐連接，所述污泥作為垃圾焚燒爐的輔助燃料，用以提高焚燒熱值。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

14、1、本發(fā)明公開(kāi)了新型清潔節(jié)能的能源利用和環(huán)境治理系統(tǒng)通過(guò)集成污水處理、垃圾焚燒處理和電解制氫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了能源的高效回收與利用、資源的循環(huán)再生以及污染物的有效減排，顯著降低了碳排放和環(huán)境負(fù)荷；系統(tǒng)具備電力自給自足、運(yùn)營(yíng)成本低、智能化控制及高效運(yùn)行的特點(diǎn)，同時(shí)具有良好的靈活性和擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)多種應(yīng)用場(chǎng)景，為實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。通過(guò)垃圾焚燒處理過(guò)程中的余熱鍋爐，將焚燒產(chǎn)生的熱能回收并用于多個(gè)方面，包括驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電、提升污水生化處理的效率以及提供電解制氫的所需熱量。這種多重利用方式顯著提高了能源的利用率，減少了能源浪費(fèi)，達(dá)到了節(jié)能的目的。此外，氫氣作為高熱值燃料應(yīng)用于垃圾焚燒爐中，進(jìn)一步提升了焚燒的熱值。本發(fā)明顯著提高了能源和資源的利用效率，減少了環(huán)境污染，降低了系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本，達(dá)到了高效、清潔、節(jié)能和環(huán)保的目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

15、2、本發(fā)明通過(guò)電解制氫系統(tǒng)產(chǎn)生的氫氣和氧氣，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。氫氣用于垃圾焚燒提高熱值，氧氣用于焚燒增效和污水曝氣，提高了焚燒和污水處理的效率，減少了有害物質(zhì)的排放。同時(shí)，冷凝水的回收和循環(huán)利用，減少了新鮮水的消耗，優(yōu)化了水資源的管理。污泥堆肥處理后的污泥作為輔助燃料用于焚燒，提高了資源的利用率，并減少了污泥直接排放對(duì)環(huán)境的污染。通過(guò)高效的資源和能源利用，本發(fā)明大幅降低了系統(tǒng)的碳排放。例如，電解制氫系統(tǒng)的氫氣替代部分傳統(tǒng)的化石燃料，減少了溫室氣體的排放。垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱量不僅被用于發(fā)電，還用于支持污水處理過(guò)程中的熱需求，減少了額外的能源消耗和二氧化碳排放。系統(tǒng)通過(guò)高效的污染治理技術(shù)，減少了大氣和水體的污染負(fù)荷，提高了環(huán)境質(zhì)量。

16、3、本發(fā)明的高集成度設(shè)計(jì)使得各個(gè)子系統(tǒng)相互支持，共同形成一個(gè)自給自足的閉環(huán)系統(tǒng)。電力的自給自足不僅減少了對(duì)外部電力供應(yīng)的依賴，也降低了系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。垃圾焚燒和電解制氫產(chǎn)生的熱能和副產(chǎn)品(如氫氣、氧氣)被直接利用，減少了外購(gòu)能源和資源的需求，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的整體運(yùn)營(yíng)成本。

17、4、本發(fā)明集成了多種控制模塊，實(shí)現(xiàn)了智能化的運(yùn)行管理。各系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)化控制與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠精確調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化每一個(gè)處理環(huán)節(jié)的效率。例如，通過(guò)對(duì)余熱的精確調(diào)控，能夠最大化地提升汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率和污水處理的效果。電解制氫系統(tǒng)根據(jù)電力供應(yīng)情況和需求動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)氫氣和氧氣的生產(chǎn)量，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和運(yùn)行效率。

18、5、本發(fā)明綜合運(yùn)用了多種先進(jìn)的環(huán)境治理技術(shù)，通過(guò)高效的污水處理、垃圾焚燒處理以及電解制氫過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)固體廢棄物、廢水和廢氣的全面治理。通過(guò)多系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，系統(tǒng)能夠有效去除污水中的有機(jī)污染物和重金屬等有害物質(zhì)，同時(shí)減少焚燒過(guò)程中有害氣體的排放，實(shí)現(xiàn)了綜合的環(huán)境治理效果提升。

19、6、本發(fā)明中的新型清潔節(jié)能的能源利用和環(huán)境治理系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活調(diào)整和擴(kuò)展。例如，電解制氫系統(tǒng)可以與其他可再生能源(如太陽(yáng)能、風(fēng)能)相結(jié)合，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的綠色能源比例。系統(tǒng)的各模塊可以根據(jù)需求進(jìn)行獨(dú)立升級(jí)或調(diào)整，具備良好的靈活性和擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)不同場(chǎng)景下的應(yīng)用需求。