本发明涉及一种适用于北方寒冷地区的人工湿地污水处理装置和工艺，包括与化粪池排水管连接的配水区，配水区下部设置有沉淀区，沉淀区的上清液通过穿孔花墙进入整流区；所述整流区沿宽度方向设有若干导流板，整流区的底部设置有大阻力配水管道和曝气管道，整流区出水通过穿孔花墙进入人工湿地，人工湿地单元自上而下包括覆土层、海绵层、中粒径砾石基质层、大粒径砾石基质层和防渗层，所述人工湿地设有自动溢流堰口。使用本发明实现了北方冬季恶劣环境下，潜流式人工湿地对生活污水的高效净化。