Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu suất của đất ngập nước (ĐNN) nhân tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang (HSSF) và phương đứng (VF) có vật liệu nền là xỉ than tổ ong và trồng cỏ voi. Thí nghiệm được tiến hành trên mô hình phòng thí nghiệm với lưu lượng nạp của nước thải sinh họat là 85 lít/ngày. Tải lượng nạp BOD₅, COD, TN, TP vào mô hình lần lượt là 7,47 g/m².ngày, 3,17 g/m².ngày, 1,43 g/m².ngày, 0,12 g/m².ngày. Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ các chỉ tiêu ô nhiễm sau xử lý giảm đáng kể và đạt loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT trong cả hai mô hình HSSFCW và VFCW. Hiệu suất xử lý của HSSFCW và VFCW đối với các chỉ tiêu lần lượt là SS: 88,7% và 92,4%; BOD₅: 95,3% và 92,6%; COD: 94,3% và 92,6%; TN: 54,1% và 47,5%; N-NO₃^-: 38,4% và 33,6%; TP: 73,5% và 63,2%; P-PO₄^3-: 87,6% và 59,7%. Nhìn chung, mô hình HSSFCW có hiệu suất loại bỏ các chất ô nhiễm tương đối cao hơn mô hình VFCW, ngoại trừ chỉ tiêu SS. Cỏ voi phát triển tốt và cho sinh khối cao trong thí nghiệm. Từ kết quả nghiên cứu cho thấy xỉ than tổ ong có thể tái sử dụng làm chất nền trong ĐNN nhân tạo dòng chảy ngầm. Bên cạnh đó, cỏ voi có thể trồng trong hệ thống ĐNN dòng chảy ngầm xử lý nước thải sinh hoạt.