人工湿地系统以其耗能低,运行管理简单、脱氮除磷效果好等优势较适合于中小城镇生活污水的处理。但北方地区因冬季严寒,对人工湿地系统的正常运行产生了影响,因此如何保证人工湿地在北方地区冬季低温条件下正常运行成为近年来的研究热点。本研究采用以多元介质催化等为强化措施的人工湿地系统,以实际污水为研究对象,研究了季节变化、水力负荷、曝气增氧因素对强化人工湿地系统处理效果的影响；探讨了系统对有机物、氮和磷的脱除机理；求解了不同条件下的反应级数,并从动力学角度验证了强化措施对人工湿地的强化效果。结论如下：(1)季节变化对强化人工湿地影响较大,春夏季节系统处理效果好,COD. TN、NH3-N去除率分别可达84%、88%、90%；初冬无强化措施时去除率降至58%、62%、65%；水力负荷是影响强化人工湿地处理效率的重要因素,水力负荷过大系统净化效果降低,本研究的最佳水力负荷为0.2～0.5m3/(m2·d)；增氧曝气可改善冬季系统内溶解氧不足,是冬季系统正常运行的重要因素,本研究表明采取中部间歇曝气可保证系统处理效率。(2)冬季增加强化措施,对系统进水设施增加保温防护层,埋置地面400mm下,进水改为土壤层下进水；在床体表面均匀覆盖300mm左右厚度的枯萎芦苇杆;采取中部间歇曝气,在最佳水力负荷范围0.2～0.5m3/(m2·d)时COD、NH3-N、TN、 TP的去除率可达80%、85%、80%、98%。(3)冬季污水中氮、磷沿程转化体现出一定规律：总氮沿系统深度先由进水浓度52.78mg/L迅速下降至20.54mg/L,然后缓慢降低至出水层的10.59mg/L；氨氮以与总氮相似的沿程变化规律由进水浓度49.47mg/L下降至3.42mg/L,但在系统第3#至5#层有升高趋势,并由出水层再次降低至7.26mg/L；硝氮在系统沿程为降低趋势；亚硝氮在系统中的变化较稳定全程无积累；总磷沿程变化与总氮变化相同。(4)冬季通过外设强化措施,以及多元催化介质层的化学反应放热,可保持微生物的活性,使系统中的生物作用与介质吸附、介质催化、介质原电池反应等作用耦合,确保强化人工湿地系统的深度脱氮除磷。(5)将强化人工湿地视为“黑箱”模式,以夏季、初冬及冬季(强化)在不同操作条件下总氮试验监测数据为基础,求解出动力学反应级数,解得夏季n1=0.4777,初冬n2=0.2031,冬季强化n3=0.4820。表明人工湿地在增加强化措施后,可保证系统冬季深度脱氮除磷效率。(6)对处理量为10m3/d的强化人工湿地进行了经济效益分析得出单位水量投资为1168.85元/m3,单位水量处理成本为0.325元/m3。因此,强化人工湿地处理生活污水,在技术上和经济上都有一定的可行性。在冬季低温条件下,强化人工湿地在增加曝气及保温措施后,可以取得较好的有机物及氮磷去除效果,且具有运行维护简便、工艺流程简单、节能降耗等优点,为中小城镇小水量生活污水的处理提供了技术保障。