人工湿地污水处理技术具有结构简单、成本低、易操作和运行费用低等优点。由于人工湿地占地面积较大，且都建在室外，因此，人工湿地对污染物的去除受季节影响大。在冬季温度较低的情况下，人工湿地植物枯萎，微生物活性受到抑制，冬季人工湿地的去除效果明显差于夏季。现阶段对低温条件下人工湿地运行的研究较多，但多为理论或小试阶段，对大型人工湿地的冬季运行研究较少。
提高人工湿地冬季运行效果必须要做好保温措施。目前的研究多集中于潜流人工湿地技术，主要措施有覆盖植物和地膜。但是这种方式并不适用于表面流人工湿地，而且这种方式存在二次污染的可能，在春季必须清除覆盖物。对于表面流人工湿地，保温措施主要是建造大棚，大棚在保持水温的同时，能够使植物在冬季正常生长，植物吸收和微生物降解污染物的过程都能正常进行。
在总结集成前人研究技术基础上，我们发展复合生态系统技术体系，包括把微生物净化、植物净化以及基质净化等多种技术集成创新，建立生物膜与营养膜系统复合，表面流与潜流系复合以及物理强化净化与生物强化净化系统复合。
1、温度变化对污染物的去除效果影响
人工湿地对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动，人工湿地对氮的去除率始终较低。研究表明，硝化反硝化细菌zui适宜活动温度在30℃左右，而在5℃以下，硝化反硝化细菌活动基本停止。本复合人工湿地系统由于大棚保护等的作用，为反硝化细菌创造了很好的温度环境，从而促进了尾水低温季节氨氮和硝态氮的去除效果。由于本湿地进水总氮以氨氮和硝态氮为主，因此，总氮的去除率在低温的12月一次年2月仍然在40%左右，略高于温度较高的3月一5月。
总磷的去除主要依靠基质吸附和湿地植物吸收。本系统总磷的去除率稳定在很高水平。总磷去除率各个月份能够保持在80 % -90%之间，与王学华等的研究结果一致。研究表明，人工湿地基质对磷的吸附能力会随着温度的上升而有所提高;而且，传统露天湿地中，植物自然凋落后，会向水体释放出磷。而本湿地中，植物在大棚的保护作用下，冬季仍然能够正常生长，基质对吸附磷以及植物吸收磷的作用不会受到影响。所以本湿地中，大棚能够从基质和植物两方面，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。在溶解氧和温度适宜的条件下，COD去除率就会大大提高。本研究中COD的去除率也表现出了随温度上升而升高的趋势。尽管低温季节12月一次年2月COD的去除率会受到影响，但是由于其进水日的浓度仍然较高，该湿地系统对COD的去除效果仍然维持较高，其出水日COD浓度仍然较低，达到了GB 18989-2002一级A标准。
2、各子系统对污染物的去除特性
各子系统主要分为大棚系统和露天系统。前者对氮的去除起主导作用，主要体现在以下两个方面。首先，强化生物膜系统对氨氮的去除效果，但对硝态氮的去除较差。因为影响氨氮与硝态氮的去除另一重要因索是供氧条件，硝化作用在好氧条件下效果较好，而厌氧条件则有利于反硝化作用。本研究中强化生物膜系统由于有曝气装置，所以水体中溶解氧较高，这促进了硝化作用的进行，但是抑制了反硝化作用，氨氮大量转化为硝态氮，造成了硝态氮在这个系统去除率较低，甚至在4月硝态氮的去除率为负，这是由于4月水体溶解氧明显高于其余几个月。其次，营养膜生态系统对硝态氮、总氮的去除贡献率zui高，这是由于这个系统面积大，植物数量多，容易形成厌氧区，这就为氮索去除创造了良好的条件。营养膜生态系统中有大量的植物根系供微生物附着，植物吸收和微生物作用效果明显。
总磷的去除仍然是大棚保护系统贡献率较高，均高于60 %。由于系统总磷进水浓度不高，而大棚位于湿地前半部分，水流经露天系统时，总磷浓度已经较低，影响了系统的去除效果，但露天系统使得湿地对进水总磷浓度的提高有良好的缓冲能力。同样，大棚系统对COD的去除贡献率较高，这是由于大棚系统中植物冬季仍然能够正常生长，根系附着了大量的微生物，植物的存在也能提高微生物的降解能力。
具有大棚保护的复合人工湿地在冬季低温条件下仍然能保持较高的污染物去除率，在低温的在12月一次年2月间，该人工湿地系统对NH4+ -N的平均去除率达到68%，硝态氮的平均去除率为34 %，总氮的平均去除率为39%，总磷的和COD的平均去除率为87%和34 %。污水处理厂尾水经过复合人工湿地处理后，出水日各污染物均达到GB 18918-2002一级A标准。因此，在冬季低温季节，复合人工湿地的前半部分系统添加大棚能够显著提高冬季氨氮、硝态氮、总氮、总磷和COD的去除效果，提高复合人工湿地在冬季对污染物去除能力，保持人工湿地全年净化运行效率。
