一體化污水處理設備去除有機污染物及氨氮主要依賴于設備中的AO生物處理工藝。其中工作原理是在A級，由于污水有機物濃度很高，微生物處于缺氧狀態，此時微生物為兼性微生物，所以A級池不僅具有一定的有機物去除功能，減輕后續好氧池的有機負荷，有機物濃度降低，但仍有一定量的有機物及較高NH3-N存在。為了使有機物得到進一步氧化分解，同時在碳化作用下硝化作用能順利進行，在O級設置有機負荷較低的好氧生物接觸氧化池。在O級池中主要存在好氧微生物及自氧型細菌(硝化菌)。其中好氧微生物將有機物分解成CO2和H2O;自養型細菌(硝化菌)利用有機物分解產生的無機碳或空氣中的CO2作為營養源，將污水中的NH3-N轉化成NO-2-N、NO-3-N，O級池的出水部分回流到A級池，為A級池提供電子接受體，通過反硝化作用終消除氮污染。
污水處理設備采用膜生物反應器(Membrane Bioreactor,簡稱MBR〕技術是生物處理技術與膜分離技術相結合的一種新工藝，取代了傳統工藝中的二沉池，它可以高效地進行固液分離,得到直接使用的穩定中水。又可在生物池內維持高濃度的微生物量，工藝剩余污泥少，極有效地去除氨氮，出水懸浮物和濁度接近于零，出水中細菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面積小。70年代在美國、日本、南非和歐洲許多國家就已開始將膜生物反應器用于污水和廢水處理的研究工作。其水源取自生活污水(如淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、廁所排水等〕和冷卻水。
一體化污水處理設備污水經格柵進入調節池后經提升泵進入生物反應器，通過PLC控制器開啟曝氣機充氧，生物反應器出水經循環泵進入膜分離處理單元，濃水返回調節池，膜分離的水經過快速混合法氯化消毒(次氯酸鈉、氯片)后，進入中水貯水池池。反沖洗泵利用清洗池中處理水對膜處理設備進行反沖洗，反沖污水返回調節池。通過生物反應器內的水位控制提升泵的啟閉。膜單元的過濾操作與反沖洗操作可自動或手動控制。當膜單元需要化學清洗操作時，關閉進水閥和污水循環閥，打開藥洗閥和藥劑循環閥，啟動藥液循環泵，進行化學清洗操作。
能高效地進行固液分離，將廢水中的懸浮物質、膠體物質、生物單元流失的微生物菌群與已通過制度和規程的制定，將污水處理設備的長時間磨損得不到解決的問題加以處理。這樣既保證了設備的高效運行，又能保證設備性能的安全，防止出現事故。這就需要將設備的維護加以重視，制定出符合設備運行要求的規章制度，對設備維護進行內容的設計，要求維護和檢修工作要定期進行。
對設備的維護和保養嚴格要求，采取多層次化的日常維護保養措施，例如日保、一保、二保等保養，都能有效減少氣候環境以及機械振動帶來的設備的影響，對設備起到正常的運行作用。日保的工作包括：給設備定期加潤滑油，簡單查看設備的情況，認真檢查設備的油位、油標等，清掃和擦拭工作要放在設備結束工作前，設定專門的保養人員，執行日保工作內容。一級保養要按照規定的時長進行。停止設備運行的間歇要進行檢查，必要時采取拆卸檢查的方式；技術人員對設備的功能和結構要了解，減少設備的磨損，延長設備的使用時間；一保周期為三個月一次，二保的周期為一年一次。
