Quy trình điển hình cho thiết bị xử lý nước thải tích hợp thường bao gồm các giai đoạn sau: Bể tự hoại → Kênh sàng lọc → Bể cân bằng → (Giai đoạn A{0}}) Bể thủy phân và axit hóa → (Giai đoạn O{1}}) Bể hiếu khí → Bể làm sạch thứ cấp → Bể khử trùng → Xả nước thải. Nước thải chứa nhiều cặn bẩn, tạp chất trôi nổi đi vào bể tự hoại; sau khi trải qua quá trình lên men kỵ khí ba giai đoạn, nó chảy theo trọng lực qua kênh sàng để loại bỏ các hạt nổi lớn. Sau đó, nước thải chảy vào bể cân bằng, tại đây chất lượng và thể tích được đồng nhất. Từ đó, nước thải được bơm qua máy bơm nâng nước thải vào khu xử lý tích hợp. Sau khi trải qua các giai đoạn kỵ khí, hiếu khí, lắng và khử trùng kết hợp, nước thải được xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải theo quy định.
Về mặt tiến bộ công nghệ, một số công nghệ mới được cấp bằng sáng chế nhằm mục đích nâng cao hiệu suất của thiết bị. Ví dụ, bằng cách kết hợp các thành phần trộn quay đồng thời theo hướng ngược nhau, một dòng chảy hỗn loạn phức tạp và mãnh liệt sẽ được tạo ra trong bình phản ứng. Điều này đảm bảo rằng các thành phần khác nhau của nước thải được phân tán và trộn đều, do đó làm tăng hiệu quả tiếp xúc giữa vi sinh vật và chất ô nhiễm, từ đó rút ngắn thời gian phản ứng và tăng hiệu quả phản ứng tổng thể. Hơn nữa, các cơ chế trộn chuyên dụng đã được thiết kế-sử dụng trục quay, thanh khuấy và-hệ thống truyền động truyền động bằng dây đai-để tạo điều kiện thuận lợi cho việc trộn nước thải với chất keo tụ nhanh chóng và hiệu quả cao.
Với tiến bộ công nghệ, tự động hóa thông minh đã nổi lên như một hướng đi chính để phát triển thiết bị xử lý nước thải tích hợp. Các hệ thống tiên tiến hiện được trang bị bộ điều khiển thông minh có các mảng cảm biến được triển khai trong toàn bộ quy trình, từ đầu vào đến xả nước thải. Các mô hình dự đoán AI được sử dụng để dự đoán trước các xu hướng biến động về chất lượng nước, tự động tối ưu hóa cường độ sục khí và lịch trình định lượng hóa chất để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng. Đồng thời, các tính năng của thiết bị được tích hợp-trong mô-đun giao tiếp từ xa, cho phép người vận hành quản lý hoạt động từ xa thông qua ứng dụng di động. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho mô hình hoạt động tập trung, "một{5}}người{6}}quản lý-nhiều-trạm", giảm đáng kể sự phụ thuộc vào-nhân viên tại cơ sở để giám sát liên tục.
Một số hệ thống xử lý nước thải tích hợp kết hợp công nghệ Membrane Bioreactor (MBR). Cốt lõi của quá trình này nằm ở các mô-đun màng MBR, thường được tích hợp với các đơn vị xử lý sinh học. Các hệ thống này cũng có thể được trang bị cơ chế điều áp để duy trì áp suất cần thiết cho quá trình lọc màng, từ đó đạt được khả năng tách chất lỏng-rắn hiệu quả cao và nâng cao chất lượng nước thải [5]. Do đó, nước thải đã qua xử lý có thể luôn đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt (chẳng hạn như tiêu chuẩn Loại I-A).
