随着经济的发展和人们生活水平的提高,村镇生活污染问题越来越严重,亟需一种有效适用的解决方式。因此本论文结合新农村建设的需要,提出建立农村生态排水系统的概念。即改造农村原有旱厕为生态厕所,使粪便从生活污水中分离,降低生活污水中的污染物浓度,以便利用人工湿地技术处理生活污水。本论文着重对复合垂直流人工湿地深度处理农村生活污水关键技术进行研究。由于农村居住分散,同时庭院内部存在一定量空地,所以主要以单户分散处理作为污水处理的理念,建造湿地采用的形式为微型复合垂直流人工湿地;针对湿地系统中存在的微生物对污染物去除效果偏低的问题,提出在湿地内的复氧和投加碳源方面进行改进,促进微生物在水中氮、磷等去除方面的作用;经改进后的湿地的出水可以达到地表水环境质量标准,优于城市污水厂排水。本文首先对建造的复合垂直流人工湿地进行实验研究。通过改变水力负荷大小、是否充氧、是否增加反硝化碳源等条件,研究复合垂直流人工湿地内的污染物变化情况,进而分析各污染物的去除机理。研究表明:水力负荷对污染物的去除有很大影响,水力负荷小有利于污染物的去除;不充氧时,由于溶解氧浓度限制,硝化作用微弱,从而反硝化作用也十分有限,氮的去除主要依靠基质的吸附截留,充氧后下行床内硝化作用增强,氮大部分转化为硝酸盐;未增加反硝化碳源时,由于有机物浓度较低,反硝化碳源不足,出水硝酸盐浓度较高,增加后,反硝化反应进行的较彻底,出水氮浓度非常低。通过各个条件的合理组合,最终出水各污染物指标除TP达到地表水环境质量Ⅳ类标准外,TN、NH3-N、COD都达到地表水环境质量Ⅲ类标准。通过烧杯试验对比,选择碎树枝作为反硝化的碳源物质。并对以碎树枝为碳源物质的连续反应器进行研究,研究结果表明:停留时间对以碎树枝为碳源的反硝化反应影响显著,所以在反应器的进水方式的选择方面,要选择停留时间长的下进水浸泡式,并且此种进水方式不会造成出水的COD浓度过高。此外实验过程受到树枝自身和外界多种因素的影响,通过对影响反应的温度、PH进行研究得出:水解—反硝化反应适宜的温度范围为25～33℃,适宜pH值范围为7～8。而碎树枝自身因素的影响主要通过:树枝的表面积大小、树枝表面上的微生物量、树枝量、反应产物抑制等方面实现。结合实验室的理论研究,本论文在北京市昌平区崔村镇南庄村进行了农村生态排水系统建造的工程应用。改原有的传统厕所为生态厕所,粪便连同有机垃圾进行堆肥,剩余的生活灰水利用人工湿地进行处理。工程建成后,整个村庄的生活环境大有改善,合乎社会主义新农村建设的要求。