[发明专利]利用电网冗余电能通过协同运行进行水土污染治理的方法

说明书

本发明公开了利用电网冗余电能通过协同运行进行水土污染治理的方法，通过本发明的技术将电网的冗余电能供给污水处理系统，电解槽、土壤电解修复系统；经过污水处理系统出来的净化水可由电解槽进行电解成H₂和O₂，其中H₂可以给燃料电池进行存储，作为H₂燃料，O₂可以供给污水处理系统；土壤电解修复系统通过两电极电解，收集土壤污染物；当没有冗余电能时，可由燃料电池为污水处理系统、电解槽、土壤电解修复系统提供电能。

技术领域

本发明属于水电资源协同运行循环利用技术领域，具体涉及利用电网冗余电能通过协同运行进行水土污染治理的方法。

背景技术

云南省也是有色金属资源王国，省内金属冶炼企业分布广泛，这些企业为我国工业发展作出了巨大的贡献。但是同时，金属冶炼过程会产生大量的废水、废渣和废气，这些工业三废中含有大量的重金属，在处理过程中有相当一部分对周围的水和土壤环境形成了巨大的长期破坏效果。另一方面，由于城市化进程加快，以及工农业的快速发展，我国城镇及农村普遍面临着水资源短缺、水质下降，以及因为污水灌溉、固废渗入、大气沉降等途径造成的土壤重金属污染等一系列生态问题，环境污染治理需求越来越大。

与此同时，在可再生能源发电系统中，电力间歇性生产和传输受限的现象时有发生，氢储能技术就是利用电力和氢能的互相转化发展起来的。利用富余的、非高峰的或者低质量的电力大规模制氢，将电能转化为氢能储存起来，在电力输出不足时利用氢燃料电池或其他反应补充发电，由于氢燃料电池能将氢的化学能直接转化为电能，可以避免中间转化的损失，达到很高的发电效率，而且更高效环保，更具实用性。

因此，针对城镇水资源短缺和污染，和大量水电资源无法消纳的问题，提出将云南电网冗余水电与水土污染治理协同运行的技术路线，同时与水电解和氢储能技术相结合，可以为云南水电及其它间歇性分布式能源大规模消纳接入提供一种新型高效的途径。该方案中的配套装置大型化后，针对城镇污水处理及污染土壤修复提出了高效的能源利用方式，促进氢储能技术的发展和推广，区别于传统的仅针对电力系统的规划，综合多种能源的互补优势和协同效益，本项目的综合能源设计可发挥不同系统的优势和潜力，丰富水电资源消纳途径，扩大可再生能源消纳空间。同时，多种能源的统筹考虑可以在更大范围内实现资源优化配置，提高能源利用效率。为实现传统电力系统、污水处理、土壤污染修复和氢能技术的交互运行创造基础条件，促进我国能源互联网建设和可再生能源产业的绿色发展。

发明内容

为了解决背景技术中的技术问题，并实现相应的技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：

利用电网冗余电能通过协同运行进行水土污染治理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将电网冗余电能提供给污水处理系统对生产生活污水进行净化处理；

S2：经过污水处理系统将污水处理成净化水后，将净化水提供给质子交换膜电解槽进行电解；

S3：将电网冗余电能提供给质子交换膜电解槽，电解槽将S2中的净化水电解成H₂和O₂；

S4：将S3中净化水电解产生的H₂提供给燃料电池进行存储，作为燃料电池的储能；

S5：将S3中净化水电解产生的O₂提供给污水处理系统，为污水处理系统提供溶解氧，提供给好氧菌对污水中的化合物进行生物降解；

S6：在S1、S3中将冗余电能提供给污水处理系统和电解槽的同时，也将冗余电能提供给土壤电解修复系统；

S7：当电网没有多余冗余电能或电价处于峰值时，通过燃料电池为电解槽、污水处理系统、土壤电解修复系统提供电能；

优选的，所述S1中的污水处理系统包括超滤装置、紫外线杀菌装置、膜蒸馏装置；