低污染水是水体氮磷污染的重要来源之一,若直接排入地表水将可能导致水质恶化,加剧水体富营养化。表面流人工湿地和复合型生态浮床是两种常用的水生态修复技术,已被证实能够有效净化低污染水体,且应用场合类似,但对于两种生态技术的脱氮除磷性能优劣尚未有统一定论。在此背景下,本研究构建了黄菖蒲型表面流人工湿地和复合型生态浮床,并对以模拟污水厂尾水为代表的低污染水体中的氮、磷营养盐进行净化处理。在一年多的运行时间里,对比了两系统的脱氮除磷效果,考察了进水氮形态和温度对氮、磷去除特性的影响,研究了植物吸收、底泥去除作用对系统脱氮除磷的贡献,详细分析了不同系统中微生物群落的结构和功能多样性,建立了氮、磷平衡模型,并探究了铁刨花强化浮床系统脱氮除磷过程的可行性,为低污染水体的生态处理技术选择和实际工程应用提供了理论基础和数据支撑。研究表明:(1)表面流人工湿地相较于复合型生态浮床对低污染水体具有更好的净化效果,前者更能适应季节和水温的变化。在水力停留时间(HRT)为3 d、进水总氮(TN)浓度为14.81±0.87 mg/L、总磷(TP)浓度为0.39±0.02 mg/L时,两组反应器均在夏季发挥了最佳的脱氮效果,湿地系统和浮床系统的TN平均去除率分别达到86.03±3.39%和83.87±4.37%。适当提高进水中氨氮(NH4+-N)的比例有利于植物系统中TN的去除。低温(<15℃)会抑制植物系统的脱氮性能。两系统对TP的年平均去除效率分别为86.16±11.07%和72.25±13.32%。溶解氧含量是影响系统除磷特性的主要因素。(2)表面流人工湿地和复合型生态浮床应用于低污染水体净化时,硝化-反硝化作用是系统中最主要的氮去除途径。植物吸收、底泥作用去除氮负荷的能力远低于生物脱氮作用。与浮床系统相比,湿地系统中脱氮菌属的丰度更高,更有利于反硝化反应的进行。表面流人工湿地和复合型生态浮床系统中最关键的磷去除途径分别为植物的吸收作用和底泥的去除作用,微生物对除磷过程的贡献相对较小。湿地系统中黄菖蒲的生物量更大,植物吸收对营养盐去除的贡献较浮床系统更为显著。(3)铁刨花作为新型填料可以通过加强化学还原作用、吸附沉淀作用以及生物反硝化作用有效地增强复合型生态浮床的脱氮除磷性能。在HRT为3 d、进水TN浓度为15.31±0.66 mg/L、TP浓度为0.39±0.02mg/L时,加入铁刨花填料后的一个月时间内,浮床系统的TN平均去除效率由之前的77.02±3.73%显著提升至之后的92.37±2.64%,TP平均去除效率由85.75±4.62%提升至93.16±1.62%。