我国有19000多个建制镇，60多万个行政村，250多万个自然村，其生活污水排放量约占我国生活污水总排放量的55%，但处理率很低，已成为区域水环境的重要污染源。其原因除了经济发展不平衡、村镇污水处理设施建设投入较少外，更重要的是所采用的污水处理工艺不符合中国国情，致使已建成的污水处理设施的正常运行率很低。随着社会经济发展，村镇污水处理已经在国家层面引起高度重视，环保部2010年将农村污水处理列入环境保护重点领域之一，并且在“十一?五”农村环境综合整治的基础上，“十二?五”进一步增大投入开展农村环境连片整治。党的十八大将生态文明建设提升到国家发展战略高度，环保部于2013年11月11日发布了《农村生活污水处理项目建设与投资指南》，因此，突破技术瓶颈，研发和推广适合国情的污水处理新技术，保障村镇污水处理设施的可持续运行，已成为我国水环境保护和生态文明建设的关键之一。
现有的污水处理工艺虽然种类繁多，但可归纳为生物处理技术和生态处理技术两大类。
生物处理技术包括大型污水处理厂的常用技术以及生物膜法、日本的净化槽技术等，其共性是采用强动力曝气供氧，运行能耗高，故障率高，需要不同专业领域技术人员共同维护。小规模的处理系统常制造成地埋式一体化设备，在我国农村污水处理中比较常用，但往往因运行能耗大、维护困难、运营成本高而不能正常运行。例如，广东省东源县某污水处理厂，日处理污水量约3000m3,运营费用超过150万元/年(大约1.4元/m3污水)，这对于大多数乡镇都是难以承受的经济负担。农村污水处理设施的规模更小，单位处理成本更高，而农村的经济能力更弱。
生态处理技术中最常用的是人工湿地，以潜流式湿地为主。由于没有有效的供氧机制，国内外大量研究和实践均证明，日处理1m3污水需湿地面积10m2以上(美国环保署建议15-20m2)。然而，为了减少用地和控制投资，我国的应用案例几乎都是日处理1吨污水采用2-3m2的湿地(有的规模更小)，并由此得出“人工湿地投资小”的错误论点，其结果是系统正常运行的时间很短(除非污水量很小)，后因氧气供应不足使厌氧菌大量繁殖而变成黑臭污水潭，成为集中排污点，危害周围环境和居民生活。此外，人工湿地系统在冬季低温条件下不能正常运行甚至失效已是共识。因此，采用人工湿地进行污水处理在大多数情况下是不适用的。
据悉，中国科学院广州地球化学研究所科研人员经过10多年的努力，研发了“高负荷地下渗滤污水处理复合技术”，它包括沉淀厌氧、地下渗滤和深度处理三个处理单元。其中，沉淀厌氧单元主要去除污水中的悬浮物和提高可生化性，地下渗滤单元为好氧处理，去除污水中的有机物、氨氮等还原性物质和部分磷酸盐，深度处理单元主要用于反硝化脱氮和深度除磷。该技术通过结构创新，合理控制污水在地下渗滤单元中的运移路径，在使污水与滤料表面生物膜充分接触的同时，避免水流受阻，保障系统的长期稳定运行;通过优化滤料配方提高系统的污染物去除效果;通过集成创新，实现了各处理单元之间的功能互补和协同耦合，保障污水处理效果;在此基础上，采用间歇性进水、落干期间适量通风，避免淹水曝气的运行模式，实现了对地下渗滤单元的高效低耗供氧。
采用高负荷地下渗滤污水处理复合技术，日处理1m3污水需土地面积1.5-2.0m2，且地表可规划为绿地公园、休闲场地等;设备简单，且均为间歇短时工作制设备，故障率很低，维护简便;投资与城市污水处理厂常用的生物处理技术相近，运行能耗仅为城市污水处理厂的1/5;处理系统位于地下，且可以调节地下渗滤单元的温度，系统运行受气候条件影响小。因此，该技术克服了污水生物处理及其衍生技术运行成本高、管理维护复杂的缺点，克服了传统地下渗滤技术和人工湿地技术占地面积大的缺点，克服了人工湿地运行受气候条件限制且容易滋生蚊虫的缺点。该技术获5项中国发明专利授权，2009年入选住建部“全国农村生活污水处理优秀案例”，2010年入选住建部和科技部“村镇宜居型住宅技术推广目录”，并先后入选环保部2010年度和2012年度“国家鼓励发展的环境保护技术目录”。2008年以来采用该技术在江苏、广东、福建、湖南、安徽、浙江、江西、山西、吉林、天津、四川和河南建成示范和应用工程近200项，日处理污水10m3至2000m3，证明了该技术为村镇污水处理设施可持续运行提供了技术保障。
