城市一體化凈水設備去除有機物污染物及氨氮主要依賴于設備中的的AO生物工藝。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，它們將污水中的有機氮轉化分解成NH3-N，同時利用有機碳作為電子供體，將NO2-N、NO3-N轉化成N2，而且還利用部分有機碳源和NH3-N合成新的細胞物質.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，以利于硝化作用的進行，而且依靠原水中存在的較高濃度有機物，完成反硝化作用，最終消除氮的富營養化污染.在O級，

      由于有機物濃度已大幅度降低，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，同時在碳化作用處于完成情況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）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NO2-N，NO3-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，通過反硝化作用最終消除氮污染。