污水处理设备去除有机物污染物及氨氮主要依赖于设备中的A/O生物处理工艺。其中工作原理是在，由于污水有机物浓度很高，微生物处于缺氧状态，此时微生物为兼性微生物，医疗废水处理设备将污水中的有机氮转化分解成NH3-N,同时利用有机碳作为电子供体，将NO2-N,NH3-N转化成为N2，而且还利用有机碳源和NH3-N合成新的细胞物质，所以池不仅具有一定的有机物去除功能，减轻后续好氧池的有机负荷，以利于硝化作用的进行，而且依靠原水中存在的较高浓度有机物，完成反硝化作用，最终消除氮的富营养化污染。在O级，由于有机物浓度已大幅度降低，但仍有一定量的有机物分解成CO2和H2O,自养型细菌（硝化菌）利用有机物分解产生的无机碳或空气中的CO3作为营养源，将污水中的NH3-N转化成NO2-N,NO3-N,O级池的出水部分回流到池，为池提供电子接受体。通过反硝化作用最终消除氮污染。
