本申请实施例提供了一种低温下氨氧化古菌强化的多介质人工湿地系统，涉及水污染控制技术领域，所述一种低温下氨氧化古菌强化的多介质人工湿地系统包括多介质填料层，所述多介质填料层中富集有低温下活性更高的氨氧化古菌，用以在污水流经所述多介质填料层时，对污水中的氮磷元素进行脱除。本申请利用低温环境来提升多介质填料层中氨氧化古菌的丰度，进而提高人工湿地脱氮效率。相比于传统的人工湿地系统，本申请提供的多介质人工湿地系统中的氨氧化古菌更加适应低温、低氮、低磷、低pH和低溶解氧的环境，能够在5‑15℃的低温环境中有较高的丰度和较好的活性，从而保证了在低温环境下整个人工湿地系统对污水的净化效果。