一种人工湿地污水处理系统的冬季保温装置，主要包括：人工湿地内垂直且平行地装填有三段填料，填料中布置有通气管；在三段填料的顶部设置有布水管，三段填料的底部设置有收水管，该收水管的出水口高于人工湿地的床体高度；三段填料的一端上部连接一进水管，另一端下部连接出水管，该出水管的出水口高于人工湿地的床体高度；布水管和进水管分别连接到高位水槽；布水管进水时，进水管和出水管关闭，由收水管的最高出水口出水，形成冰层空气层保温层后调节到中部出水口；进水管进水时，布水管和底层收水管关闭，由出水管的最高出水口出水，形成冰层空气层保温层后调节到中部出水口。本发明可以通过形成冰层空气层保温层从而提高了冬季湿地的温度。