农村一体化污水处理设备原理对有机污染物和氨氮的去除主要依靠设备中的AO生物处理工艺。其工作原理是在甲类中，由于污水中有机物浓度高，微生物处于缺氧状态。此时，微生物是兼性微生物，其将污水中的有机氮转化分解成NH3-N。同时，有机碳被用作电子供体以将No2-N和N03-N转化成N2，并且一些有机碳源和NH3-N被用于合成新的细胞物质。因此，A类池不仅具有一定的有机物去除功能，降低后续好氧池的有机负荷，促进硝化作用，而且依靠原水较高浓度的有机物完成反硝化作用，最终消除氮的富营养化污染。在0级时，有机物浓度已大大降低，但仍存在一定量的有机物和较高的氨氮。为了进一步氧化分解有机物，同时硝化在碳化完成后能够顺利进行，在0级设置了低有机负荷的好氧生物接触氧化池。0级主要是好氧微生物和自养细菌(硝化菌)。其中好氧微生物将有机物分解成CO2和H2O；自养细菌(硝化菌)利用空气中有机物或CO2分解产生的无机碳作为营养源，将污水中的NH3-N  转化转化为NO2-氮和NO3-N。O级池的部分出水回流至A级池，为A级池提供电子受体，最终通过脱氮作用消除氮污染。