日前发表在《铁路标准设计》期刊上的一篇论文称，中国高速铁路的“爆炸式”增长带来了一个无法回避的问题，高铁上的人类排泄物也是指数级增长，高铁沿线的车站污水处理设施已经濒临崩溃！

研究者称中国高铁已被"粪便淹没"!

执行这项研究的是中国国家铁路集团高级工程师辛思远团队，他们在北京的一个主要车站以花费一年的时间采样研究表明，高铁排放的污水中人类排泄物的有机化合物含量高出普通城市污水数百甚至数千倍，特别是在节假日的高峰出行阶段。

(相关资料图)

辛思远团队表示，这可能和中国高铁的快速发展脱不开干系，2008年中国第一条京津高铁建成，当时的里程数仅为100千米，但到了2023年，中国高铁的里程数已经急剧膨胀到了4.2万千米。

这15年间，高铁出行已经成了中国人出行的首选，不仅准时而且方便快捷，与飞机相比，高铁可达的城市很多朋友宁愿多点时间也选择高铁，舒适度比飞机真高出不少。高铁的优势让旅客数量也出现了爆炸式发展，从2007年的0（当年还没高铁）急剧膨胀到了2022年的10亿人次（这还是受疫情影响，据估计2023年可达20亿人次左右）。

这么多人出行通过高铁，带来的是沿途污水设施处理的巨大压力，据科学家统计，一个成年人平均每天都会产生至少128克的粪便和1000毫升尿液，如果有10%的人在高铁上需要排便、30%的人需要尿尿，那么就会有4,672,000吨粪便和109,500,000吨尿液。

粪便和尿液还会加入冲刷用的水，那么这些污水数量可能会数倍甚至数十倍提升，而最终这些粪水会通过高铁的真空集便器收集后排向沿途的大中型车站，辛思远团队认为，早期中国高铁虽然科学的规划了线路但可能并没有考虑到出行人数的暴涨速度，结果就是目前遭遇的问题，污水处理设施的指标已经超标：

火车上密封厕所产生的废水中悬浮物、有机物 (COD)、氮和磷的含量高于一般生活废水。”，“随着密闭式厕所废水量的增加，现有的污水处理设施已不能满足现行的城管网排放标准，迫切需要建立更完善的污水处理设施。”

是不是有些尴尬？我们的高铁非常适合出行，但保障设施却可能因为早期设计的问题，目前遭遇了瓶颈，迫切需要升级以应对快速增长的旅客出行需要，而据估计，2023年和2024年的出行人数会恢复到2019年的水平甚至还要更高，这表示全年超过30亿人次出行完全不是什么问题，而这些暴涨的人流将会给沿途的污水设施带来沉重的压力。

为什么绿皮车就没这个问题？

早期的火车不存在这个问题是因为当年的绿皮车厕所是直排式的，也就是会排放在铁路沿线，但人粪尿含有大量细菌，并且盐分、尿素等化合物还会腐蚀路轨以及车体轮轨，所以后来就有了真空集便器，这种和航空马桶技术一样的设备很好用，高铁沿线非常干净，两侧除了自然日晒雨淋不再有早期铁路的直排污染。

这些被收集起来的粪便会在中转车站维护时被抽取到污物临时存放池，然后会再到化粪池里进行处理，这个结构大家应该比较熟悉了，大部分化粪池都有三池结构，第一个是发酵沉淀的，将污物固形物分离沉淀，而水分则排入第二池再次分离，然后再经过第三池分离，最终溢流的污水将进入城市官网进入污水处理厂。

在这里这些污水会还会经过一系列的处理，首先是将污水中的有机物处理分解成无机物，再经过曝气加入氧气，最后是细菌和真菌分解后的污水，再加入氯气和臭氧，或者经过紫外照射，杀灭菌群，再经过沙滤和活性炭过滤，再利用微藻生物清除重金属，最后出来的就是中水，也有将中水通入人工湿地后处理的，最后出来的中水可以用作灌溉和厕所冲水。

这就是从污水到基本可以再次利用的中水的全过程，在非常缺水的纳米比亚首都温得和克和新加坡还有将中水再加以处理成饮用水的操作，尽管有些心理障碍，但其实大自然就在干这个事情，人工只是将这个速度加快了而已。

粪便与污水处理：中国高铁的新方法

看着流程一样，但事实上高铁的污水处理还真和普通城市污水有些差别，比如辛思远团队研究表明，高铁便污废水中的有机物比较高、氨氮也很高、碳氮比很低的废水，会对微生物产生毒性和抑制作用，这会让废水处理效率下降，甚至有时还会导致污水处理设施难以运行。

2020年，中铁环境公司与昆明铁路局研究所针对铁路旅客便污废水处理难题，开展了试验采用CRHIC-IntDN新型生物脱氮系统处理工艺·处理便污废水：

通过CRHIC-PN反应器进行短程硝化+反硝化，降低有机物、氨氮和总氮的浓度。另外在反应器中的厌氧氨氧化菌（俗称“红细菌”）的作用下，亚硝酸盐与氨氮转化为氮气和水，高效去除污水中的总氮。

这个新方法无需投加碳源，不仅降低了成本，还增加了处理速度，使得便污废水处理效率进一步增加。辛思远团队也正在测试更有效的处理方法：

他们结合使用了不同类型的微生物，这些微生物具有分解有机物和去除废水中氮的能力，这些微生物经过特别挑选。其中包括将氨转化为亚硝酸盐的氨氧化细菌，然后亚硝酸盐被另一种称为亚硝酸盐氧化细菌的细菌转化为硝酸盐。他们还使用了反硝化细菌，将硝酸盐转化为氮气，然后释放到大气中。

辛思远团队表示，即使在铁路交通高峰期，他们的方法也可以去除高达 95% 的一些关键有机污染物，例如氨氮。目前已经有厂商根据他们提供的方式制造了一体化处理设备，可以更有效地处理废水：

“该设备占地面积小，可安装在地下或地上，易于安装且外形美观，”

更有优势的是它们可以由 AI 远程控制或独立操作，这也将使得未来高铁便污废水的处理变得更有效与快速。

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