一體化汙水處理設備的主要工作原理是通過培養微生物來消化水中的有機物，從而使水質變的更好。目前根據不同的處理標準逐漸形成了以AO工藝為主題的生物膜法汙水處理工藝。

     一體化汙水處理設備常見的AO工藝流程為化糞池+調節池+缺氧池+好氧池+沉澱池+汙泥池+清水池

工作原理按單元劃分如下：

     1、化糞池：化糞池是處理糞便並加以過濾沉澱的設備。經過化糞池處理，初步的去除懸浮物，減輕後續處理單元的壓力。

     2、調節池：調節水量與水質，均質均量，調節池內設置格柵，攔截雜物，同時進一步去除懸浮物。

     3、缺氧池：主要起反硝化去除硝態氮的作用，同時去除部分BOD。也有水解反應提高可生化性的作用。

     4、好氧池：在好氧池中，有機物被微生物生化降解，而繼續下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N的濃度增加，P隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速度下降。

     5、沉澱池：通過中心穩流筒降低水流速度，使水中的微小雜質進一步沉澱，水質得到進一步澄清。

     6、汙泥池：儲存調節池和沉澱池沉澱下來的汙泥

     7、清水池：儲存沉澱池流出的清水，清水池兼具消毒池的功能，往往通過在清水池投加消毒劑來達到給汙水消毒的目的。