生活污水中有机成份较高，可生化性较好，因此采用小型一体化生活污水处理设备生物处理方法大幅度降低污水中有机物含量是的。

由于生活污水中含有一定量的氨氮及有机物，特别是有机氮，在生物降解有机物时，有机氮会以氨氮形式表现出来，氨氮也是一个重要的污染控制指标，小型一体化生活污水处理设备污水处理采用缺氧好氧A/O生物接触氧化工艺，即生化池需分为池和O级池两部分。

池出水自流进入O级池，O级生化池的处理依靠自养型细菌（硝化菌）完成，它们利用有机物分解产生的无机碳源或空气中的二氧化碳作为营养源，将污水中的氨氮转化为NO₂^--N、NO₃^--N。O级池出水一部分进入沉淀池进行沉淀，另一部分回流至池进行内循环，以达到反硝化的目的。在和O级生化池中均安装有填料，整个生化处理过程依赖于附着在填料上的多种微生物来完成的。在池内溶解氧控制在0.5mg/l左右；在O级生化池内溶解氧控制在3mg/l以上，气水比控制在约15-20:1。

O级生化池出水流入竖流式沉淀池，进行固液分离。

沉淀池固液分离后的出水自流进入消毒池，经消毒后进入生物滤池进行深度处理。

沉淀池沉淀下来的污泥由污泥提升泵，一部分提升至池，进行内循环；一部分提升至工业废水污泥池与工业废水污泥共同处理。