在污水处理工艺中,自然湿地的水质净化功能和由此演变而来的人工湿地污水处理系统一直是研究的热点。但由于其水质净化机理复杂、运行数据不充分,人们对其处理效果和运行状态的稳定性还处于探索中。而用湿地系统对我国北方城镇污水处理进行研究,国内尚无先例。本文将针对北京地区特殊的气候条件,研究两种湿地系统用于城镇生活污水净化时在不同的水力负荷下所能达到的净化效果及其在不同季节的运行模式,该成果对于湿地系统在我国北方城镇生活污水净化及回用中的规划和设计来说,具有很高的实用价值。本文通过大量的资料调研,对湿地系统的基本概念、特点、功能、类型和发展历史等进行了系统的阐述;对湿地系统对于各种污染物的去除机理逐一进行了论述;并通过大量的文献数据获得了以北美、英国、捷克、丹麦等地区几百个人工湿地为数据源的一级动力学模型和回归等式。根据纬度相同气候条件相似的原理筛选出了纬度与北京地区一致、样本数量多、适用于湿地系统的一级动力学模型和回归等式,再通过理论分析对一级动力学模型参数进行修正,最终应用于两种湿地系统年平均处理效果和处理效果年变化模式的预测,并通过类比试验研究对预测结果进行了验证,得出了非常有实用价值的结论。本文还论述了现行的各类污水回用水质标准,并提出了生活杂用水和景观水体补水的建议污水回用水质标准。根据以上标准,结合上述所得预测结果,探讨了湿地系统净化后可能回用的途径。湿地系统的建造和运行费用低,湿地系统净化污水效果优于常规处理单元,又有一定的景观效果和很高的生态效益,人们对生态的日益关注为其大面积推广应用提供了契机。本文的研究结果也表明了湿地系统在我国北方城镇污水净化方面有着广阔的应用前景。