随着我国社会经济的快速发展,我国高速铁路建设发展迅速,“绿色高铁”的发展理念贯彻始终。庞大的旅客发送量使得集便器污水处理达标排放成为当今我国铁路站段环保难题,此类高NH₃-N、高COD_cr、高P、高SS、高生物毒性、低C/N的“五高一低”处理难度大,若不进行妥善处理将会对排放水体造成冲击负荷影响以及环境生态风险。本文主要针对铁路旅客列车集便器污水中试系统中的污染物去除规律进行研究,发现了当前铁路站段现有污水处理系统存在的问题,开发了基于厌氧氨氧化工艺为核心的“MAP除磷+一体式耦合生物脱氮+电臭氧催化”中试系统,重点研究了“AAO+CANON+OAO”新型耦合脱氮工艺的污染物去除效能及稳定运行期间微生物种群结构,解析中试系统中典型抗生素的迁移转化规律,采用皮尔逊相关性分析与PCA主成分分析探究磺胺类、四环素类抗生素、常规指标间的相关性及同源性,并进行工程经济性分析,得到如下主要结论:1.针对此类特征污水,在进水COD_cr约1600mg/L、氨氮约1100mg/L、总氮约1150mg/L条件下,耦合生物脱氮工艺稳定运行期间COD_cr、氨氮、总氮平均去除率分别达到80%、99%、98.5%,出水COD_cr、氨氮、总氮浓度分别小于100mg/L、5mg/L、15mg/L,微生物分析结果表明各系统硝化、反硝化、CANON脱氮运行效果良好且稳定,优势菌属分布状况良好,CANON工艺段中Ignavibacteria（噬纤维菌纲）的存在表明可能存在部分铁氨氧化反应以协助脱氮;2.中试体系进水端检出磺胺类、四环素类抗生素与常规水质指标的皮尔逊相关性分析表明了抗生素的生物降解途径的可行性。去除途径主要依托生物降解、吸附、高级氧化作用,平均削减率在77%以上,与国内外污水厂相比出水端残留量更低。通过风险熵值法进行环境风险评估,出水端磺胺吡啶、磺胺嘧啶、土霉素等处于中等或低风险,但磺胺甲恶唑仍具有较高环境风险。PCA主成分分析表明同一主成分中元素可能来自同一人为源或混合源;3.根据中试实验结果,并结合铁路站段实际需求,对基于“MAP法+CANON+OAO”组合工艺的放大工程进行工程经济效益分析,此套组合工艺吨水运维费用粗估仅6元,相比传统脱氮除磷工艺可节约电费60%、人工运维成本75%,吨水运维成本降低5元以上,能源回收收益约130万元/年（1000m³/d处理量）,为我国铁路系统污水处理系统升级改造提供新思路。