中国铁路太原局集团有限公司 林俊峰 030013
摘要：环境问题是企业健康发展的面临的最严峻挑战之一，环境保护是实现企业可持续发展的基本利益，是企业的基本责任与义务。铁路运输企业因生产布局的独特性与局限性，沿线偏远站区多处于距离市区较远的乡镇农村，受到城市污水管网或技术条件限制，生产生活污水不能得到有效、清洁处置，造成周边水、土壤污染。将基于移动床生物膜反应器（MBBR）工艺的物联网智能控制一体化设备应用到铁路污水处理中，不仅能解决由于铁路沿线站区生活污水处理和运维管理的棘手问题，更能对今后铁路发展建设过程中污水零污染处理循环利用提供技术支撑。
关键词：MBBR工艺; 铁路站区; 一体化设备; 物联网智能
1.铁路中小站区的废水现状和特点
铁路沿线站区生活和生产污水多数没有经过有效处理直接随排放，未经处理的污水随意排放，严重污染了土壤、地表水和地下水，对铁路沿线环境造成很大的影响。考虑到日趋严格的环境保护管理现状，铁路沿线站区污水必须经过严格处理。然而，铁路沿线站区污水和处理过程具有其独特的特点，主要体现在如下的方面：
（1）排水管网不完善。铁路沿线站区往往地处偏远的位置，远离城市污水厂管网，无法实现有效收集，或者管网铺设难度大，费用高。
（2）水量水质不均。夜晚没有生活污水；白天列车停靠时段，短时间会有大量的污水倾泻或产生。因此水质水量变化很大，波动性强，这对处理设施提出了很高的考验。
（3）含有大量的油污，污染物浓度高。列车站区污水包括生产和生活，特点是COD高、氮磷特别高，低碳氮比，但是现有处理工艺极易造成实际出水CODcr、氨氮、总磷超标严重。
（4）缺乏专业运行管理。污水处理设施需要专业化的人员运营维护管理。这正是分散偏远的列车沿线站区所缺乏的。
由于以上原因，虽然部分铁路沿线站区自建有污水处理站，然而由于工艺落后、自动化水平低，排放水质严重超标。环保局将原排口封堵，或强令采取临时罐车每日将污水拉运至污水处理厂的方式，外运成本高。此外，运输罐车的管理、地方环保部门的协调也增加了管理压力和风险。为进一步消除环保隐患，达到排放标准，需对铁路沿线站区污水进行实时处理。因此使用物联网智能化的具有良好抗冲击能力的移动床生物膜反应器（MBBR）污水处理装置对铁路沿线站区污水采用分散式处理是解决铁路沿线站区污水处理难题的最好选择。
2.现有排放要求和处理工艺
考虑到日趋严格的环境保护管理现状，铁路沿线站区污水必须经过严格处理。如果处理后的污水直接排放，需要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）或者地方规定的标准。处理后的水可以考虑植被浇灌、杂用等回用方式，需要到达《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）、《城市污水再生利用》（GB20922-2007）、《铁路回用水水质标准》（TB/T3007-2000）等相关标准。现有污水厂使用的工艺有很多，主要有氧化沟工艺、AAO工艺、SBR工艺、MBR工艺等处理方法。
（1）SBR工艺：SBR法处理工艺将原污水不是顺次流经各个处理单元，而是在一个构筑物内按时间顺序实现不同的操作目标：初沉、生化（包括厌氧、好氧、缺氧生化）、二沉等。可通过时间上的控制实现污水的脱氮。SBR法具有处理构筑物简单、自动化程度较高、与普通活性污泥法相比不易发生污泥膨胀等优点，缺点是操作复杂、对设备自控要求较高。
（2）氧化沟工艺：氧化沟是在传统活性污泥法改变而来。但由于采用机械表面曝气，充氧效率相对较低，氧化沟法占地面积大，需要的水力停留时间比其它生物处理方法长，基建费用高，处理效果受温度影响较大。
（3）AAO工艺：AAO工艺具有很好的脱氮除磷效果，但是由于操作过程特别复杂、运行管理困难、能耗较高，虽然在大型污水厂使用较多，但不适合小水量的污水处理。
（4）MBR工艺：使用膜丝过滤装置代替传统的沉淀池来截留污泥，延长了曝气池中微生物的泥龄，提高脱氮处理的效果。本工艺需要远高于其他处理方法的机械设备，同时配合过滤膜材料的频繁维护，在没有专业技术人员的单位无法有效运行。
3.MBBR工艺介绍和特点
现在铁路沿线的污水处理站工艺落后、自动化水平低，处理后的污水总磷、氨氮超标等问题。亟需一种适合铁路中小站区实际情况的污水处理工艺和装备。在众多新型的污水处理新方法中，结合了活性污泥和生物膜的MBBR工艺最具有使用的可行性。克服了传统其它处理方法剩余污泥量较大、较容易发生污泥膨胀、容积负荷较低、抗冲击负荷能力较差等缺点。
MBBR原理为在污水处理生化池中加入改性的聚缘脂或者功能填料，使得微生物可以附着在其表面形成生物膜。当填料上长满生物膜，流经的污水与生物膜接触后得到净化。生物接触氧化法的优点是污泥浓度较高，生化池容积负荷较高，节省占地面积，对冲击负荷有较强的适应力，污泥生长量少，不会发生污泥膨胀，易于管理。
该种处理工艺成熟且比较先进，已经逐渐得到工业污水和生活污水处理的认可和应用。其工艺主要是如下的优点：
（1）出水水质优质稳定。悬浮填料能够截留几乎所有的微生物，尤其是针对难以沉淀的、增殖速度慢的微生物，因此系统内的生物相极大丰富，活性污泥驯化、增量的过程大大缩短，处理的深度和系统抗冲击的能力得以加强，出水水质非常稳定。
（2）剩余污泥产量少。生物膜可大大降低污泥产量。
（3）利用更少的土地，达到尽可能大的处理规模，节约土地资料
（4）生物降解效率高。生物膜对污水中有机物的截留，增加了生物反应池的降解效率。生物膜反应器工艺由于微生物泥龄较长，一些传统工艺难降解的有机物都会为生物膜反应器所降解。
（5）更易自动化控制管理。
4.MBBR一体化污水设备案例
现在污水处理市场上一体化污水处理设备质量参差不齐，处理效果差别很大。也不乏好的设备，例如基于MBBR工艺结合物联网智能化控制，北京沐正环保科技有限公司所开发的一体化污水处理设备，不但充分发挥了MBBR工艺的优点，而且非常适合铁路中小站区的生活污水处理。其专利设备是一种在传统 MBBR生物移动床工艺基础上创新开发（悬浮填料改良及智能控制优化）出的高效复合床水处理技术，并以低投资费用、低运行费用、操作维护管理简单、处理效果高效稳定为目标，为城市区域扩增污水、铁路沿线站区污水、县镇中小水量污水和其它分散式污水治理量身研发出的物联网智能化污水处理装置。
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其处理过程为，首先通过MBBR工艺中的生化污泥去除水中可生物降解的污染物，然后采用混凝和过滤进行固液分离和深度处理。其具有MBBR工艺本身的优点，同时结合独特的工业设计，具有如下的特点：
（1）悬浮生物载体性能优越。高分子改良移动床填料采用生物酶的促进配方将高分子材料进行改性，提高了酶的生物催化作用，具有比表面积大、附着生物量多、亲水性好、生物活性高，易挂膜。
（2）污泥浓度高，处理效果好。混合液污泥浓度高达 8-12g/L，污泥沉降比SV达到40-70%，污泥指数SVI为60-90mg/L，沉降性能更好，并且具有同步脱氮除磷的功能。同时，微生物处于内源呼吸阶段，减少了剩余污泥的产生；
（3）氧气利用率高，运行费用低。填料上的生物膜与废水和氧充分接触，从而实现了气、液、固三相极高的接触面积和碰撞几率，获得了较高的氧气利用率，节能非常明显。
（4）全自动化远程控制。通过智能控制技术使生物移动床工艺反应过程实现精确受控，从而提高设备抗冲击性、提高对氨氮和总磷的处理能力，大大降低能耗，并减少现场维护运行的操作和费用，为铁路中小站区污水处理的集中管理提供了方便。
5.应用实例
基于MBBR工艺的一体化污水处理设备已经在曲沃站、张礼站、蓟县西站等近20个铁路中小站区所使用。经过长时间的运行管理和处理污水效果进行分析，得到处理效果水质如表1所示。处理后的污水能够直接排放或全部用于站区绿地浇水、道路泼洒降尘等回用目的。
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6.应用前瞻
铁路企业体量较大，日常生活及煤炭抑尘生产用水总量大，但用水、污水产生点分散，无法全部依靠城市污水处理系统予以回收处理，造成水、土壤污染范围较广。据统计，我公司众多中小站区没有污水处理设施，日均产生污水主要以生活污水为主，且煤炭堆场抑尘、站区绿化用水量较大、水质要求较低，污水回用需求量高，长期使用饮用水进行抑尘等生产用水，造成纯净水巨大浪费和费用支出。MBBR系统具有出水水质优质稳定，占地面积小，不受设置场合限制，操作简单自动化控制程度高等特点，十分适合偏远站区小规模污水处理和宾馆、职工宿舍、机车清洗、客机厕所、堆场抑尘等废水的处理和回收利用。
参考文献
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