随着人工湿地（CW）技术越来越广泛地应用于低碳氮比废水的处理,强化CW中基于亚硝化的全程自养脱氮（CANON）作用,构建CANON型CW反应体系已成为当前CW强化脱氮研究的热点。然而,本课题组通过前期研究发现,CANON型CW系统仍存在诸多不足,突出表现为:（1）系统中参与CANON作用的厌氧氨氧化（ANAMMOX）菌生长缓慢,倍增时间长,对温度较为敏感,低温下其丰度与活性均偏低;（2）填料层中溶解氧（DO）浓度难调控,亚硝化作用稳定性差。由于上述不足使得CANON型CW系统启动难度较大并导致其脱氮性能的稳定性不甚理想。本文从系统宏观工艺运行性能和微观生物学特征两个方面出发,开展了 CW中CANON作用的启动优化及其在低温下的稳定性研究,以期通过此研究,弥补CANON型CW工艺的上述缺陷,推动基于ANAMMOX的新型CW工艺的工程化应用进程。主要的研究内容及结论如下:（1）通过在CW中布设微曝气装置并优化其运行方式,探究了不同曝气速率（vd）下系统中氮素的迁移转化机制与微生物特征。结果表明,对vd的合理设置有助于CW中CANON作用的发生和强化。当vd由2.00降至0.67 L/min时,填料层中逐渐形成较为严格的限氧环境,有利于亚硝化的稳定和ANAMMOX菌的富集,进而有助于CANON反应体系在CW中形成。而当vd小于0.40 L/min时,填料层中DO相对不足,好氧氨氧化菌（AOB）活性受到抑制,数量随之减少,CANON作用的强化效果有限,系统脱氮性能受到影响。当vd为0.50 L/min时,CW中的CANON作用可得到最大限度的强化,系统脱氮性能达到最佳,其TN和 NH4+-N 的去除负荷分别为（95.61±13.16）和（91.50±4.35）mg/（L·d）。（2）为探究CW中的CANON作用在低温下的稳定性,开展了 4种温度水平下CANON型CW的运行效果及其氮素转化机制研究。当CANON型CW在不同的温度水平下稳定运行时,其脱氮微生物优势菌群发生了不同程度的变化,随之改变了系统的氮素转化途径及其脱氮性能。当温度＞15℃时,CW中AOB和ANAMMOX菌的丰度与活性未受到明显抑制,CANON作用始终是系统脱氮的主要途径,CW对TN的平均去除率亦较为理想;而当温度＜15℃时,ANAMMOX菌的丰度与活性在10℃和5℃下分别出现不同程度的降低,进而改变了 CW的氮素转化途径,使其脱氮性能出现不同程度的恶化。在10℃时,亚硝酸盐氧化菌（NOB）的增殖及其活性的提高使硝化/反硝化作用取代CANON作用成为CW脱氮的主要途径,此时系统对TN的去除率骤降至（38.77±4.79）%;在5℃时,反硝化过程中第1步还原反应的停滞与反硝化菌对NO2--N利用率的提高使CW中氮素的去除依赖于CANON作用和短程硝化/反硝化作用的协同,系统对TN的去除率为（69.61±3.68）%。（3）基于（2）中试验结果,为了确保CANON型CW系统在10℃条件下的稳定性及其脱氮性能的高效性,研究了10℃条件下厌氧运行和外加电场对改进运行模式后的系统脱氮性能及其微生物特性的影响。结果表明,CANON型CW中厌氧运行环境的增强与外加电场的实施可有效防止系统中NOB的过量增殖,并可在不同程度上提高AOB和ANAMMOX菌的活性,其脱氮性能有所提高。在厌氧运行模式下,将CANON型CW与生物膜电极耦合后,该系统在10℃下脱氮的主要途径为CANON作用,对TN和NH4+-N的去除率分别可达（68.20±4.01）%和（74.31±5.01）%。