人工濕地污水處理技術具有結構簡單、成本低、易操作和運行費用低等優點。由于人工濕地占地面積較大，且都建在室外，因此，人工濕地對污染物的去除受季節影響大。在冬季溫度較低的情況下，人工濕地植物枯萎，微生物活性受到抑制，冬季人工濕地的去除效果明顯差于夏季。現階段對低溫條件下人工濕地運行的研究較多，但多為理論或小試階段，對大型人工濕地的冬季運行研究較少。
提高人工濕地冬季運行效果必須要做好保溫措施。目前的研究多集中于潛流人工濕地技術，主要措施有覆蓋植物和地膜。但是這種方式并不適用于表面流人工濕地，而且這種方式存在二次污染的可能，在春季必須清除覆蓋物。對于表面流人工濕地，保溫措施主要是建造大棚，大棚在保持水溫的同時，能夠使植物在冬季正常生長，植物吸收和微生物降解污染物的過程都能正常進行。
在總結集成前人研究技術基礎上，我們發展復合生態系統技術體系，包括把微生物凈化、植物凈化以及基質凈化等多種技術集成創新，建立生物膜與營養膜系統復合，表面流與潛流系復合以及物理強化凈化與生物強化凈化系統復合。
1、溫度變化對污染物的去除效果影響
人工濕地對氮的去除主要是依靠植物吸收和微生物硝化反硝化作用。在冬季，由于植物枯萎，微生物活性降低甚至停止活動，人工濕地對氮的去除率始終較低。研究表明，硝化反硝化細菌zui適宜活動溫度在30℃左右，而在5℃以下，硝化反硝化細菌活動基本停止。本復合人工濕地系統由于大棚保護等的作用，為反硝化細菌創造了很好的溫度環境，從而促進了尾水低溫季節氨氮和硝態氮的去除效果。由于本濕地進水總氮以氨氮和硝態氮為主，因此，總氮的去除率在低溫的12月一次年2月仍然在40%左右，略高于溫度較高的3月一5月。
總磷的去除主要依靠基質吸附和濕地植物吸收。本系統總磷的去除率穩定在很高水平。總磷去除率各個月份能夠保持在80 % -90%之間，與王學華等的研究結果一致。研究表明，人工濕地基質對磷的吸附能力會隨著溫度的上升而有所提高;而且，傳統露天濕地中，植物自然凋落后，會向水體釋放出磷。而本濕地中，植物在大棚的保護作用下，冬季仍然能夠正常生長，基質對吸附磷以及植物吸收磷的作用不會受到影響。所以本濕地中，大棚能夠從基質和植物兩方面，提高工程的除磷能力。
COD的去除主要依靠微生物的降解作用。在溶解氧和溫度適宜的條件下，COD去除率就會大大提高。本研究中COD的去除率也表現出了隨溫度上升而升高的趨勢。盡管低溫季節12月一次年2月COD的去除率會受到影響，但是由于其進水日的濃度仍然較高，該濕地系統對COD的去除效果仍然維持較高，其出水日COD濃度仍然較低，達到了GB 18989-2002一級A標準。
2、各子系統對污染物的去除特性
各子系統主要分為大棚系統和露天系統。前者對氮的去除起主導作用，主要體現在以下兩個方面。首先，強化生物膜系統對氨氮的去除效果，但對硝態氮的去除較差。因為影響氨氮與硝態氮的去除另一重要因索是供氧條件，硝化作用在好氧條件下效果較好，而厭氧條件則有利于反硝化作用。本研究中強化生物膜系統由于有曝氣裝置，所以水體中溶解氧較高，這促進了硝化作用的進行，但是抑制了反硝化作用，氨氮大量轉化為硝態氮，造成了硝態氮在這個系統去除率較低，甚至在4月硝態氮的去除率為負，這是由于4月水體溶解氧明顯高于其余幾個月。其次，營養膜生態系統對硝態氮、總氮的去除貢獻率zui高，這是由于這個系統面積大，植物數量多，容易形成厭氧區，這就為氮索去除創造了良好的條件。營養膜生態系統中有大量的植物根系供微生物附著，植物吸收和微生物作用效果明顯。
總磷的去除仍然是大棚保護系統貢獻率較高，均高于60 %。由于系統總磷進水濃度不高，而大棚位于濕地前半部分，水流經露天系統時，總磷濃度已經較低，影響了系統的去除效果，但露天系統使得濕地對進水總磷濃度的提高有良好的緩沖能力。同樣，大棚系統對COD的去除貢獻率較高，這是由于大棚系統中植物冬季仍然能夠正常生長，根系附著了大量的微生物，植物的存在也能提高微生物的降解能力。
具有大棚保護的復合人工濕地在冬季低溫條件下仍然能保持較高的污染物去除率，在低溫的在12月一次年2月間，該人工濕地系統對NH4+ -N的平均去除率達到68%，硝態氮的平均去除率為34 %，總氮的平均去除率為39%，總磷的和COD的平均去除率為87%和34 %。污水處理廠尾水經過復合人工濕地處理后，出水日各污染物均達到GB 18918-2002一級A標準。因此，在冬季低溫季節，復合人工濕地的前半部分系統添加大棚能夠顯著提高冬季氨氮、硝態氮、總氮、總磷和COD的去除效果，提高復合人工濕地在冬季對污染物去除能力，保持人工濕地全年凈化運行效率。
