土壤渗滤系统是一种有效的分散式农村污水处理工艺,但存在高水力负荷和高污染去除效率不能共存的瓶颈,限制了其在土地资源紧缺地区的应用。针对这一问题,本文构建了一套由多级土壤渗滤系统（一级装置）和地下渗滤系统（二级装置）串联而成的两级土壤渗滤系统,在高水力负荷0.3 m³/（m²·d）下,置于云南大理对实际农村生活污水进行处理,主要的研究及成果如下。对8种常用的填料和云南当地红粘土的渗透性、氮磷吸附性及硝化反硝化强度进行研究。结果表明,红粘土、粉煤灰及膨润土的渗透率低于下限,3-5mm粒径的生物陶粒渗透率高于上限,不适宜单独作为渗滤填料;红粘土具有高磷吸附能力,最大吸附量为1.250 mg P/g;沸石具有高氨氮吸附能力,最大吸附量为12.547 mg N/g;经室外熟化后,1-3mm和3-5mm粒径的沸石的硝化强度、活性炭和煤渣的反硝化强度明显高于其他填料。本研究选择沸石作为一级装置渗滤层填料;采用红粘土混合添加煤渣和生物陶粒作为土壤砖块层和二级装置渗滤层填料。在连续进水、分流进水、间歇分流和间歇进水四种不同方式下运行两级土壤渗滤系统。污水处理结果表明,高水力负荷下装置运行状况良好,无严重堵塞现象发生。四套系统中COD和TP的平均去除效率均高达90%以上,但不同运行方式对脱氮效果影响较大,NH₄⁺-N、TN的去除效果分别在67.82%～97.98%、36.99%～84.13%之间。采用间歇分流进水方式运行时,出水COD、TP、NH₄⁺-N、TN浓度分别为6.91、0.06、3.52和7.39 mg/L,系统具有较高且可持续的污染物去除效果,是两级土壤渗滤系统的最合适的运行方式。为进一步探究间歇分流下两级土壤渗滤系统的最佳处理效果,对不同分流比1:3、1:2、1:1及2:1条件下运行的装置出水进行监测分析。结果表明,分流比对一级装置的污染物处理效率无明显影响,二级装置受分流比影响显著。分流比为1:2时系统效果达到最佳,COD、TP、NH₄⁺-N及TN的平均去除效率分别为91.16%、96.92%、71.58%和72.27%。两级土壤渗滤系统基质中脱氮功能微生物分布、各层污染物去除速率及其相关性的研究结果表明,一级装置渗滤层及土壤砖块层的NH₄⁺-N去除速率与amo A基因、AMX基因丰度呈正相关;二级装置渗滤层中,NH₄⁺-N去除速率与一级装置呈相似规律,NO₃^--N去除速率与nir S基因丰度呈正相关,TN去除速率与nir S基因和AMX基因丰度呈正相关。因此,一级装置中的硝化、厌氧氨氧化作用以及二级装置中硝化、反硝化和厌氧氨氧化的耦合作用是两级土壤渗滤系统主要的脱氮途径。综上,两级土壤渗滤系统可以在高水力负荷下实现功能分区,维持高污染物去除效率,为建立土地资源匮乏地区分散式污水处理技术和理论体系提供一定的支撑和参考。