本发明公开了一种组合人工湿地系统及其污水处理方法，属于污水处理领域。一种组合人工湿地系统，它包括依次连接的三级湿地，即第一级采用表面流-潜流复合流湿地、第二级采用水平潜流湿地、第三级采用垂直潜流湿地；所述的表面流-潜流复合流湿地包括第一箱体，水平潜流湿地包括第二箱体，垂直潜流湿地包括第三箱体，第一、二、三箱体内均设置有钙铝混合型填料层，钙铝混合型填料为含铝污泥与石灰混合烧制而成，含铝污泥与石灰的质量比为1:1，在600℃条件下焙烧2h。本发明的系统和方法能高效去除尾水中COD_Cr、氨氮、总氮、总磷及氟类污染物，出水指标均达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类。