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随着农村改厕工程的推进,适用于灰水和黑水分开收集系统的三格式、粪尿分集式等卫生厕所应运而生。面对灰水、黑水分开收集系统,结合生态庭院建设,研究宅旁灰水处理技术,对支撑散居农户生活污水处理和农村水环境保护具有重要意义。灰水是一种不含厕所粪污的生活污水,具有N、P浓度低、有机物浓度高等特点。人工湿地投资少、维护管理简便,适用于农村污水处理。但是,人工湿地占地面积大、水力停留时间长,进水有机物和悬浮物浓度较高时,容易导致湿地床堵塞,增加运行维护难度。针对上述问题,构建了跌水方式进水的生物炭原位再生潮汐流人工湿地（BR-TFCW）。围绕BR-TFCW系统,研究了跌水复氧和供氧能耗关系,优化了跌水进水参数;然后在实验规模条件下,研究了淹没排空时间比（F/R）、微生物群落特征、污染物去除机制和生物炭的生物原位再生机制;最后,将BRTFCW系统用于重庆市潼南区小岭村散居农户灰水处理,研究了实际工程的污染物去除能力,为BR-TFCW技术的推广提供工程应用案例支撑。主要研究内容和结论如下:（1）跌水复氧的空中和撞击复氧过程机理及能效分析。针对跌水曝气过程机理研究和工程中污水提升的能效分析不足,研究了跌水承接体、跌水高度、布水方式对跌水曝气效果的影响。结果表明,在PVC平板、碎石、带孔平板、水体四种承接体中水体为最佳承接体,在跌水高度为0.5 m和1.0 m下,以水体为承接体的跌水复氧浓度分别为5.41±0.20 mg/L和6.03±0.06 mg/L。碎石和水体作为常用承接体,在跌水高度在0.2~0.8 m时,空中复氧显著,撞击复氧受抑制,在跌水高度为0.8 m处复氧浓度分别为4.91±0.27 mg/L和5.69±0.04 mg/L;当跌水高度在0.8~1.2m时,撞击复氧作用显著,在跌水高度为1.2 m处复氧浓度分别为5.52±0.25 mg/L和6.33±0.09 mg/L。在雨幕、水柱、原始堰板水幕、锯齿堰板水幕四种布水方式中,雨幕为最佳布水方式,在跌水高度为0.5 m下的复氧浓度为5.33±0.21 mg/L。构建了污水提升能耗与跌水曝气效果的能效数学计算模型,得到了的跌水曝气系统的供氧效率曲线,发现跌水供氧效率与跌水高度呈现非线性关系,最佳供氧效率出现在低跌水高度区0.3~0.7 m。（2）实验室规模的BR-TFCW对农村灰水的高效去除机理及微生物特性研究。通过调整BR-TFCW的淹没排空比（F/R）寻求最佳污染物去除的运行条件,并与对照组Ⅰ（CG1:无排空阶段）和对照组Ⅱ（CG2:无生物膜）进行对比,以此探讨污染物去除机制、微生物群落特征和生物炭再生现象。另外,采用通风管强化BRTFCW,探讨进一步强化污染物的去除效果。结果表明,在相同水力负荷（1.97 m3/m3）下,BR-TFCW的出水COD浓度都远低于对照组Ⅰ（CG1）（152.85±10.88 mg/L）。不同F/R下,BR-TFCW对NH4+-N和TP的去除效率差异不大。在运行周期为7 h的条件下,F/R为1:3、1:1、3:1时,BR-TFCW的COD去除率分别为90.92±3.97%、94.95±1.17%、99.84±0.21%,出水COD均可达到一级A标（GB 18918-2002）,F/R值越大与有利于COD的去除。在淹没阶段初期,COD主要依靠好氧生物降解和生物炭吸附作用从水相中去除,而在后期依靠生物的厌氧降解。生物炭的吸附作用为淹没阶段COD去除的主要贡献者,而吸附的COD在排空阶段通过生物炭的生物再生过程被好氧降解。在排空阶段,生物炭的再生率为75.03±1.00%。BRTFCW的主要菌门是Proteobacteria、Bacteroidota、Actinobacteriota和Firmicutes。主要功能性细菌由Limnohabitans、Bacillus、Flavobacterium、NorankfSporichthyaceae、Hgc Iclade、Thermobifida、CandidatusPlanktophila和TM7a组成。它们主要与有机质降解、抗脱水和营养缺乏有关。无排空阶段（CG1）没有供氧环节,导致厌氧菌成为优势菌属。在这种情况下,细菌与发酵和甲烷产生有关,这限制了CG1的有机物去除能力。通风管强化BR-TFCW由于强化了床体的通风能力,有机物的去除能力较原始BR-TFCW有一定提高。排空阶段的限制和强化都会改变微生物群落的关键物种和床体上、中、下层的重叠率。（3）低温条件下,BR-TFCW在潼南农村分散式灰水处理实际工程应用。在运行周期时间为12 h和淹没排空比为1:1的条件下,在白天水温为21.04±1.69℃时,BR-TFCW出水可达到国家一级A标（GB 18918-2002）;而在白天水温为15.88±2.64℃和9.97±1.45℃时,出水COD浓度分别为68.13±5.58 mg/L和147.33±2.14mg/L,此时需要二级人工湿地的进一步净化。经过二级人工湿地处理的出水COD浓度均可达到一级A标,无需进行回流。在人工湿地对有机物去除的贡献程度上分析,BR-TFCW是主要的贡献者,其贡献率是远高于二级人工湿地。实际运用中BR-TFCW淹没阶段的COD浓度变化与实验室规模BR-TFCW基本一致。在实际运用中,BR-TFCW的微生物群落优势物种为Proteobacteria菌门,在纲水平和属水平上的优势物种均隶属于该菌门。在功能方面,BR-TFCW的微生物群落具有很强的有机物生物降解能力,但是不具有生物除磷脱氮能力。