一体化生活污水处理设备去除有机污染物及氨氮主要依赖于设备中的AO生物处理工艺。其中工作原理是在A级，由于污水有机物浓度很高，微生物处于缺氧状态，此时微生物为兼性微生物，所以A级池不仅具有一定的有机物去除功能，减轻后续好氧池的有机负荷，有机物浓度降低，但仍有一定量的有机物及较高NH3-N存在。为了使有机物得到进一步氧化分解，同时在碳化作用下硝化作用能顺利进行，在O级设置有机负荷较低的好氧生物接触氧化池。在O级池中主要存在好氧微生物及自氧型（硝化菌）。
随着我国对外开放的不断深入，高级宾馆及别墅小区拔地而起，级宾馆及别墅小区往往又远离城市污水处理厂，给集中处理生活污水带来不便，为了保护环境，该设备采用世界上先进的生物处理工艺，集去除BOD5、 COD、NH3-N于一身，是目前的污水处理设备，替代了去除率很低。
一体化污水处理设备是将一沉池、I、II级接触氧化池、二沉池、污泥池集中一体的设备，并在I、II级接触氧化池中进行鼓风曝气，使接触氧化法和活性污泥法有效的结合起来，同时具备两者的优点，并克服两者的缺点，使污水处理水平进一步提高。
污泥好氧消化池：沉淀池所排放剩余污泥在池中进行好氧消化稳定处理，以减少污泥的体积和提高污泥的稳定性。好氧消化后的污泥量较少，清理时可用吸粪车从污泥池的检查孔伸到污泥池底部进行抽吸后外运即可（半年清理一次）。污泥好氧消化池上部设上清液回流装置，使上清液溢流至水解酸化池。