FWS được thiết kế theo “ mô hình liên tục – sequential model”, đã được phát triển bởi Gearheart và Finney ( 1999). Phương pháp tổng thể để tiếp cận mô hình này là xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình vật lý và sinh học nhằm xác định chất lượng dòng nước thải ở mỗi vùng khác nhau hoặc khu vực của vùng đất ngập nước nhân tạo.
Phương pháp này công nhận trong khi một số biến đổi về thành phần và cơ chế loại bỏ được xác định ở một mức độ xảy ra đồng thời trong vùng đất ngập nước, phần lớn các quá trình loại bỏ xảy ra một cách tuần tự, với cơ chế cung cấp các sản phẩm cho quá trình tiếp theo.
Tổng diện tích cần thiết ở mỗi khu phải được đảm bảo sau cho nược được xử lý đạt được yêu cầu để đưa vào khu xử lý tiếp theo.
Các chất được xử lý ở ba “ngăn- ompartment” của hệ thống. - Ngăn đầu tiên (1) diễn ra quá trình kết bông và lắng sẽ xảy ra.
- Ngăn thứ 2 là ngăn hiếu khí sẽ làm giảm lượng BOD và diễn ra quá trình nitrat hóa.
- Ngăn thứ 3 là ngăn xử lý nước bởi thảm thực vật, ở đây nước sẽ tiếp tục được giảm TSS và các hợp chất Nitơ (thông qua quá trình khử nitơ ). Các hợp chất phốt pho bền vững ít bị loại bỏ trong vùng đất ngập nước mà phần lớn phốt pho được hấp phụ bởi thực vật.
Quá trình lắng các chất ô nhiễm và giảm tác nhân gây bệnh liên quan thời gian lưu nước ở cả 3 khu, đặc biệt khu 2 phải quan tâm đến nhiệt độ của nước.
39 Mô hình cho thấy rằng cơ chế chính trong khu vực 1 là quá trình xử lý của thảm thực vật, quá trình lắng và keo tụ. Trong suốt độ sâu của ngăn trong mùa phát triển của thực vật lượng oxy hòa tan rất ít. TSS và liên quan thành phần như BOD, nitơ hữu cơ và phốt pho, kim loại và một số hợp chất hữu cơ cũng được xử lý một phần. Các chất hữu cơ dễ bay hơi có khả năng bị loại bỏ khỏi nước thải nhờ quá trình hấp thu hay quá trình oxy hóa diễn ra trong ngăn này.
- Chất keo tụ nước thải chủ yếu là một chức năng hấp thụ năng lượng từ một trong hai các nguồn bên ngoài hoặc khả năng thủy động lực bên trong dòng chảy. Khi giảm hệ số Reynolds ( Re ) làm cho quá trình lắng của các hạt sẽ trở nên tối ưu hơn. Dòng nước thải chảy qua những bụi cây cùng với một bán kính thủy lực rất nhỏ (hệ số Reynolds (Re) sẽ làm thay đổi bán kính thủy lực), nếu Re nằm trong phạm vi tương ứng thì sẽ thành dòng chảy rối, cho các hạt lắng tốt hơn.
Trong khu vực 2, xảy ra quá trình xử lý hiếu khí , vào ban ngày các thảm thực vật cung cấp oxy hóa tan nhờ quá trình quang hợp, lượng oxy hoà tan này sẽ oxy hóa các hợp chất cácbon tới mức đủ thấp để tạo điều kiện cho quá trình nitrat hóa của các
Khu 2 Hiếu khí Dài (L) Khu 1 Hiếm khí R ộng ( W ) Nước vào Khu 3 Hiếm khí Sâu (H) Nước ra
40 NH4- N để NO3- N diễn ra. Các quá trình này đòi hỏi lớn lượng ôxy (có thể cung cấp thêm). Thời gian lưu nước tối đa trong khu vực 2 khoảng 2-3 ngày trước khi tảo không mong muốn phát triển bùng nổ ( tảo nở hoa). Các quá trình diễn ra trong vùng 2 về cơ bản giống như trong một đầm phá tự nhiên.