در این مطالعه، کارایی سیستم تالاب مصنوعی جریان زیر سطحی افقی (hssfcw) در تصفیه فاضلاب در اقلیم سرد و خشک به صورت موردی در شهر بیرجند بررسی شد. شش سلول hssfwc به صورت موازی به ابعادm 45/0×75/0×2/2 ساخته شد. بستر سلول های h1، h2 و h3 با استفاده از شن ریزدانه و بستر سلول های h4، h5 و h6 با شن درشت دانه پر شد. دو سلول h1 و h6 بدون گیاه در نظر گرفته و در سلول های دیگر از نی بومی از نوع phragmites australis استفاده شد. فاضلاب ورودی به تصفیه خانه دانشگاه بیرجند در سلول های h1، h2، h5 و h6 با دبی l d-1 50 و در سلول های h3 و h4 با دبی l d-1 5/37 وارد شد. در 23 هفته نمونه برداری، میانگین غلظت پارامترهای آلاینده cod، bod5، tss، tkn، nh4+، no3-، tp، po43- و so42- در فاضلاب ورودی به ترتیب 47/460، 04/242، 87/382، 56/52، 09/34، 80/3، 86/10، 96/6 و mg l-1 3/69 بود. نتایج حاصل نشان می دهد که سلول h2 در حذف nh4+، سلول h6 در حذف -no3 و سلول h3 در حذف سایر پارامترهای آلاینده بیشترین بازده را داشته اند. حضور گیاه باعث افزایش بازده حذف تمام پارامترها به جز no3- شد و بیشترین اثر حضور گیاه بر بازده حذف پارامترهای آلاینده مربوط به nh4+ و به میزان 02/15 درصد بود. کاهش hlr از 33 به mm d-125 منجر به افزایش بازده حذف تمام پارامترهای آلاینده به جز nh4+ شد، به طوری که بازده حذف nh4+ به میزان 64/20 درصد کاهش یافت. سلول های با بستر شن ریزدانه نسبت به سلول های با بستر شن درشت دانه بازده حذف بیشتری را برای تمام پارامترهای آلاینده نشان دادند، در حالی که بازده حذف no3- در سلول با بستر شن ریز کاهش یافت. طبق نتایج این مطالعه، سیستم hssfcw می تواند به عنوان سیستمی با عملکرد مناسب در تصفیه فاضلاب در مناطقی با اقلیم مشابه به کار برده شود.