N 作为一种基本生命元素，在生态系统的物质循环和能量流动中发挥着重大作用。但是人为合成NH4+-N 的过量输入，会导致水体富营养化，破坏水体结构和功能完整性，造成重大生态、经济损失，因此水体中的NH4+-N 需要妥善处置。
近些年来，应用于污水脱氮除磷的技术日臻完善。然而低温条件NH4+-N 去除效率普遍下降，因此需要一种经济有效、可持续的方式来实现低温条件下的NH4+-N 强化去除。微生物电化学过程可以在刺激微生物活性的同时通过电化学氧化去除NH4+-N，并且产生能源物质，而且电化学过程受温度影响较低。本文研究了应用人工湿地-微生物电化学系统（CW-MES），包括人工湿地-微生物燃料电池
（CW-MFC）和人工湿地-微生物电解池（CW-MEC）强化低温条件下NH4+-N 去除的可行性和相关机理。
     为解决电解所需的额外能源消耗的问题，太阳能供电的CW-MEC 技术被首次应用于低温条件下水中NH4+-N 的强化去除。太阳能电池板供电的CW-MEC是通过CW-MFC 和CW-MEC 两种技术来强化NH4+-N 去除的。太阳能辅助的CW-MEC 作为一种经济高效的低温NH4+-N 强化去除技术，很好地符合了可持续发展的主题。对实验结果进行分析汇总，本研究得出的主要结论如下：
     （1）在12.8-16.8℃，CW-MFC 在NH4+-N 的去除方面展现出明显优势， 相比于传统人工湿地（CCW），闭路中层电极人工湿地-微生物燃料电池（CMCWMFC）的NH4+-N 去除率提高了40.8±16.8%，此时CMCW-MFC 的NH4+-N 去除率为87.3±17.1%，最高去除率可达99.1%，出水NH4+-N 浓度为 2.10±2.77 mg/L，去除速率达484.21 mg m-2 d-1，此时系统的电流密度为0.70±0.18 mA m-2。
     （2）在5.6-7.9℃，在NH4+-N 的去除方面，利用太阳能电池板供电的CWMEC体现出明显优势，相比于CCW，闭路表层电极-微生物电解池（CSCW-MEC）的NH4+-N 去除率提高了11.7±6.5%，此时CSCW-MEC 的NH4+-N 去除率为88.2±7.0%，最高去除率可达100%，出水 NH4+-N 浓度为 1.68±1.01 mg/L，去除速率达436.02 mg m-2 d-1。CSCW-MEC 的电流密度白天可达4.76±1.14 mA cm-2，夜间可达5.77±1.36 mA cm-2。
     （3）在CW-MES 中，NH4+-N 主要通过硝化自养反硝化过程完全去除， 然而在 CCW 中，NH4+ 主要被氧化为 NO3-。氨氧化古菌（AOA， CandidatusNitrosocosmicus) 和亚硝酸盐氧化菌 (NOB，Nitrospira) 是硝化过程的主要承担者，假单胞菌（Pseudomonas）和 硫杆菌（Thiobacillus）是自养反硝化过程的主要承担者。
     （4）在本次研究中，NH4+-N 作为主要的产电底物，参与微生物电化学过程。随着电流密度的上升，系统的NH4+-N 和NO3
--N 去除能力有所提高，低温条件下，强化NH4+-N 去除需要更高的电流密度。