本发明公开了一种基于协同作用的污水处理工艺及其装置，涉及污水处理技术领域；为了解决处理稳定性问题；该工艺通过人造填料和植物根系协同作用实现，该装置包括处理池，所述处理池的内部设置有种植床，处理池的底部内壁设置有种植床，且处理池的一侧顶部和底部分别设置有一个出水口，处理池的另一侧底部设置进水口，进水口的外侧连接有阀控组件，且所述处理池位于曝气管、种植床之间的空间设置有人造填料。本发明在有人造填料的悬浮生长中布置人造填料的同时，利用天然植物根系替代部分人造填料，以在处理池中提高生物多样性，建构良好的微生物生态系统，维持良性生长与循环，保证生物处理的稳定处理能力。