本申请提供了一种污水处理厂的制氢、储氢及热电联供系统及工艺，污水处理厂的制氢、储氢及热电联供系统包括污水处理系统、厌氧消化装置、中水深度处理系统、纯水装置、沼气水蒸汽重整制氢装置、二氧化碳吸收装置、水电解制氢装置、臭氧发生器、储氢装置、氢能源车、换热设备、氢燃料电池、水源热泵和余热回收管路。二氧化碳吸收装置与沼气水蒸汽重整制氢装置连接，用于吸收沼气水蒸汽重整制氢装置产生的二氧化碳。水源热泵从余热回收管路中吸收热量并产生水蒸汽。水蒸汽用于厌氧消化装置进行厌氧消化。本申请解决了现有的系统存在余热应用场景单一和沼气发电时存在的碳排放的问题。