人工湿地技术是一种无动力，低投入、高效率、易维护的污水处理技术，作为农村散户生活污水深度处理单元得到广泛应用。研究表明，水生植物、基质及微生物协同作用促使污水中C、N 和P 的同步去除，且微生物的硝化/ 反硝化作用与湿地水生植物的生理生长特性密切相关，目前应用于农村散户生活污水处理的人工湿地并不理想。
《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》 以及《能源发展“十三五”规划》(以下简称《规划》) 指出，煤炭是我国的主体能源和重要原料。适度发展煤炭深加工产业，既是国家能源战略技术储备和产能储备的需要，也是推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措。《规划》 提出全面推进能源生产和消费革命，努力构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，发展现代煤化工是符合中国国情的煤炭清洁开发利用的道路。
截止 2017 年末，我国乡村人口基数达 57 661 万，为总人口的 41.48%，全国范围内 68.7%的行政村采用集中供水，却仅有 20%的行政村对污水进行处理，可见我国农村污水治理形势严峻。我国农村分布多为自然聚居形成，村村之间分布相对分散，建设污水管道收集系统成本高，导致了农村污水具有区域水量小、水量变化系数大、宏观上总量大的特点。
石油化工污水具体指在石油加工过程中产生的受过污染的废水，包括生产废水、冷却废水等种类，石油化工污水的一大特点就是污水成分复杂，治理难度大。石油化工产业由于生产线种类繁多，且单一生产线长，并且由于石油化工生产过程中的化学反应复杂，故石油化工污水有一个限制的特点就是成分复杂，尤其是烃类物质及其衍生物含量较高，另外还含有多种的重金属元素。此外，由于各种冷却剂、助产剂、防腐剂等助剂的使用。
近年来， 随着城市化进程的加快， 城市规模日益扩大，市政基础设施明显不足，排入城市水体的污水量不断增加，导致城市水体出现季节性或常年黑臭现象。国务院于 2015 年 4 月颁布了《水污染防治行动计划》，提出到 2020 年全国水环境质量得到阶段性改善， 污染严重水体较大幅度减少，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在 10 %以内;到 2030 年城市建成区黑臭水体总体得到消除。
污水生物处理技术是指利用微生物的呼吸代谢作用去除污水中有机污染物的一种方法。微生物呼吸过程常伴随着基质减少、O2 消耗、CO2 生成和能量释放等现象，呼吸测量技术就是通过测定微生物呼吸过程中这些物理量的变化来评价污水生物处理系统中微生物的代谢活性、污水中有机物的生物降解性、短期生化需氧量( BODst ) 和有毒物质的影响等过程。
红河油田主要采用注水开发的方式，随着红河油田不断开发，原油含水逐渐升高，为了保护环境和维持地层产能，多年来采用将污水处理后回注的方法注水开采。近年来，红河油田综合含水率达到 70% ，采出液到达地面温度 30 ～ 40 ℃ ，矿化度 15000 ～ 55000 mg / L，含有机物多，为细菌生长创造了有利条件。
近年来，由于污水处理系统运行的需要，原水一般在联合站和注水站之间调配，考虑生产污水处理和调运过程中的温降，一般到达含油污水处理站温度在 40℃左右。含油污水原水经过普通处理站处理后，温降不超过 2℃，经过深度处理站处理后温降亦不超过 2℃，处理后的水输送至注水站储罐时一般温降在 2℃～ 4℃，因此达到注水站后的温度在 35℃左右。从目前油田生产看，这些低温污水大部分未能充分利用，仅用于注水井回注
现阶段，我国城市发展中水资源的消耗很是严重，城市污水就是一个非常典型的例子，将其直接排放掉不单单会造成环境的污染，还会使水资源的利用率大大降低。故而，在城市的发展当中对于城市污水管理的处理做出科学合理的管理，特别是加大对于污水处理的重视力度，采用科学合理的方法以及净化手段来实现中水的回收再利用同样拥有着非常强的现实意义，故而非常有必要对这一方向开展深入的研究。
传统的生活污水处理工艺在农村应用存在建设与运营成本太高的问题，农村散户生活污水通常仅经过三格化粪池或者四格净化池(三格化粪池+人工湿地)处理后，排入沟渠汇入附近的鱼塘、河流、湖泊等，对自然水体的水质造成严重威胁[1-2]，面源污染风险严重
