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本文在对我国东北、西南、华东地区现有铁路中小站段进行调查研究的基础上,根据我国铁路中小站区生活污水的特点及不同站区地理环境的差异,将新型节能技术与传统的污水处理方法相结合提出“新型节能生态污水处理系统”。在铁科院怀柔试验基地建立中试规模的节能型污水处理系统,然后运用数学模型对该系统工艺的污水处理效果进行分析和优化,提出影响系统正常运行的主要因子及该工艺在不同情况下运行的边界条件。最后利用层次分析法和模糊数方法对节能型污水处理系统进行了综合效益分析。得出以下结论：(1)根据调查实际情况,可以得出中小站区污水排放特点：①污水进水量小且很不均衡、点多线长,污染源分散；②污水水质优于一般市政污水,一般为：CODcr 50～220mg/L,氨氮10～50mg/L,SS 50～200mg/L；③一天之内污水水量水质出现了两个高峰期,一是11点～14点,一是下午5点左右,其余各时段变化不是很大,这两个时间段一般COD在100～200mg/L,氨氮在30-50mg/L, SS在90～200mg/L,晚上污水水量和污染负荷低于白天,而且下半夜污水水量和污染负荷又低于上半夜。(2)研究证明,针对铁路站段生活污水处理采用单一形式的生态处理工艺难以达到目标,研究的最佳技术方案应该是超深厌氧塘、曝气池、人工湿地床组合功能的新型节能生态处理系统。污水处理系统中超深厌氧塘按2m3/d的流量设计,而每一个湿地单元按0.5m3/d的流量设计,则该系统各构筑物尺寸及技术参数如下：蓄水池1.5×1.5×1.2m；超深厌氧塘φ1.1×10.7m；曝气池1×1×1.5m；水平潜流人工湿地4.5×2.2×1m；垂直流人工湿地4.5×2.2×1.3m。(3)研究表明,影响节能型污水处理系统污染物去除效果的主要因素是水力停留时间、温度、有机负荷及需氧量。当停留时间t=1～2d、水温T=6℃、有机负荷F/M=4mg/L、需氧量R=39.658kg/h时,系统对COD、BOD5、NH4-N、SS的去除率分别为97%、88%、93%、66%。当停留时间t=5～6d、水温T=20℃、有机负荷F/M=2mg/L、需氧量R=39.656kg/h时,系统对COD、BOD5、NH4-N、SS的去除率分别为99%、97,5%、97%、86%,系统出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中其他排污单位的一级标准。(4)运用层次分析法和模糊数方法进行研究,根据线性加权函数值Uj(x)对效益进行分析判断。结果表明,怀柔试验基地人工湿地处理系统Uj(x)=0.7736,属于运行良好的生态经济系统,而且其长远效益显著。