一體化污水處理系統工藝有A/O工藝、SBR工藝、接觸氧化工藝、MBR工藝等。

1)A/O工藝

A/O工藝是以活性污泥作為生物載體，通過風機供氧曝氣的作用使污水達到充氧的目的。A池內設機械攪拌，從O池的回流液回流至A池，在A池進行反硝化反應，將大部分硝酸鹽氮還原成氮氣，并通過攪拌使氮氣從廢水中溢出，達到去除氨氮的目的；A池出水至O池，O池內設鼓風曝氣，去除大部分有機污染物，并將進水中的大部分氨氮轉化成硝酸鹽氮；可以根據廢水的需要，調整O段池中的活性污泥濃度，通過活性污泥中的菌膠團，吸附、氧化并分解廢水中的有機物;有機物、氨氮去除率高。然而，由于沒有獨立的污泥回流系統，從而不能培養出具有獨特功能的污泥，難降解物質的降解率較低；同時，若要提高脫氮效率，必須加大內循環比，因而加大了運行費用。另外，內循環液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90%。

2)SBR法

SBR法是近年發展起來的一種較為先進的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續進水，間歇曝氣，停氣時污水沉淀撇除上清液，成為一個周期，周而復始。SBR法不設沉淀池，無污泥回流設備，但SBR法為間歇運行，需設多個處理單元，進水和曝氣相互切換，造成控制較為復雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設備制造要求高，制作時必須精益求精，否則極易造成最終出水水質不達標。目前國內還沒有質量較好的潷水設備，進口設備采購麻煩，且價格昂貴，同時后期維修費用也高。SBR法池內污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多余污泥量，目前國內濃度儀技術不成熟等原因易造成SBR污泥排放控制困難等問題。

3)接觸氧化法

生物接觸氧化法是傳統的生化處理方法，生物填料為固定床上的半軟性填料。利用半軟性填料作為微生物的附著載體，生物均勻分布在生物填料上，這樣就避免了微生物分布不均的現象，同時，生物附著在填料表面，不隨水流動，因生物膜直接受到上升氣流的強烈攪動，不斷更新，從而提高了凈化效果。接觸氧化法具有處理時間短、體積小、凈化效果好、出水水質好而穩定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優點。

4)MBR工藝

MBR是一種將高效膜分離技術與傳統活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝，它用具有獨特結構的浸沒式膜組件置于曝氣池中，經過好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過膜過濾后抽出。它與傳統污水處理方法具有很大區別，取代了傳統生化工藝中二沉池和三級處理工藝，由于膜的存在大大提高了系統固液分離的能力，從而使系統出水水質和容積負荷都得到大幅度提高，結合不同的工藝，出水可以達到景觀用水或雜用水標準。由于膜的過濾作用，微生物被完全截留在生物反應器中，實現了水力停留時間與活性污泥泥齡的徹底分離，消除了傳統活性污泥法中污泥膨脹問題。膜生物反應器具有對污染物去除效率高、硝化能力強，可同時進行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質穩定、剩余污泥產量低、設備緊湊、操作簡單等優點。目前廣泛應用于生活污水和各種可生化工業廢水的處理及回用中。