近年来,随着我国经济高速发展,人民生活水平迅速的提高,产生的废水排放量亦随之增长,水资源短缺和水体的污染问题愈发严重。统计显示,我国每年排放污水总量约为620万亿吨,其中只有三分之一的工业废水和大约10%左右的生活废水经过处理,其余则未经处理,导致了水环境的恶化。传统的废水处理方法在废水处理过程中取得了良好的去除效果,但因基建及运行成本高、剩余污泥二次污染及氮磷去除能力低下等问题很大程度上阻碍了其在国内的发展;相反的,土壤渗透处理法因其成本低廉运行简便等优点较适合我国的国情,但同时亦存在一些缺点。本研究通过针对传统土壤类渗透处理系统的缺点,通过对其改良开发出了垂向多级土壤渗滤系统(Vertical Multilevel Soil Infiltration system,简称VMSI)克服了传统土壤法的缺点。本研究中,首先进行了土壤本底污染物去除性能研究,了解了土壤本底去污能力及运行能力,并得到最佳土壤/石英砂混合比例,避免了堵塞现象的同时最大化的保持了污染物去除能力;其次,进行了系统填料改性研究,遴选出了适合系统的多种填料并开发出了垂向多级土壤渗滤系统(VMSI)并考察了系统中非生物作用对污染物的去除性能。为考察系统综合的去污能力,进行了VMSI系统成熟运行对污染物的去能性能观察,系统在实验过程中展现出了显著的污染物去除能力。其中对多项指标的去除能力均达到了国家污水排放标准(GB18918-2002 )IA标准,其中有机物、氨氮和总磷去除方面效果显著。本研究通过在实验室内进行VMSI系统的运行研究,得到了系统处理市政生活废水时的污染物去除能力,为该系统以后的工程应用及运行提供了基础资料和技术支持。