綜合考慮一體化新型農(nóng)村污水處理設備的現(xiàn)狀，分析有機物分解、脫氮除磷的原理，研究開發(fā)適合農(nóng)村生活污水的一體化工藝。設計思路包括以下幾個方面：
(1)基于傳統(tǒng)的A'/O過程：
A2/O工藝，即厭氧—缺氧—好氧法，是在厭氧—好氧除磷工藝的基礎上增加了缺氧池，好氧池中的一部分混合液返回缺氧池。達到同步脫氮除磷的目的。該工藝通過在厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件之間切換，并在相應的微生物種群的作用下，在清理有機物的基礎上，達到脫氮除磷的目的。
在同類型的其他工藝中，A2/O工藝比其他工藝簡單，水力停留時間短。但為了保證傳統(tǒng)A2/O工藝中硝化過程的完成，系統(tǒng)需要維持在較低的污泥負荷，并要求相對較高的回流量。然而，回流污泥攜帶大量的硝酸鹽回到厭氧池，造成厭氧段如果硝酸鹽濃度過高，反硝化反應將占主導地位，降低聚磷菌的釋磷能力，惡化除磷效果。而且，A/O工藝是推流系統(tǒng)，承受水質(zhì)水量影響的能力差。
(2)以SBR工藝為基礎的：
新型農(nóng)村污水處理設備中的SBR工藝為連續(xù)進水、間歇排水的周期循環(huán)間歇曝氣系統(tǒng)。本工藝的各個反應過程都在同一個水池中進行，按時間順序進行不同的操作。在一個運行周期內(nèi)，各工藝的運行時間和運行狀態(tài)可根據(jù)進出污水水質(zhì)和處理要求靈活控制。SBR工藝在時間上是推流式過程，但反應器內(nèi)的混合狀態(tài)是典型的全混合型。具有物料整體混合、微生物與基質(zhì)接觸頻繁、耐沖擊負荷等特點。它具有有機荷載、水荷載和損傷荷載的特點，具有良好的適應性。且，通過對SBR工藝中時間的靈活控制，可以實現(xiàn)不同的運行模式，為脫氮除磷提供了良好的條件。但SBR工藝不能連續(xù)進出水，處理周期長，容積利用率低，從而限制了它的應用。
針對農(nóng)村生活污水中有機物和營養(yǎng)物含量高的特點，分析了現(xiàn)有污水處理工藝的優(yōu)缺點，提出了采用同時，考慮到脫氮除磷要求的提高，明確了A2/O工藝與SBR工藝應串聯(lián)運行。MSBR系統(tǒng)是一體化新型農(nóng)村污水處理設備的主要工藝，旨在滿足排放要求的基礎上達到更好的脫氮除磷效果。MSBR工藝綜合了氧化溝、UCT等生物脫氮除磷工藝的優(yōu)點，具有優(yōu)異的脫氮除磷效果。它將連續(xù)流量空間控制(A2/O)和間歇時間控制(SBR)合理地結合起來。通過連續(xù)進水的AAO工藝，可以保持較高的反應速率，SBR可以穩(wěn)定出水水質(zhì)。設備既能保持穩(wěn)定連續(xù)運行，又能隨著水質(zhì)的波動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的缺氧好氧反應時間，具有良好的運行性能。MSBR工藝的具體設計為不同的優(yōu)良菌種提供了適宜的反應條件，使有機物降解和脫氮除磷反應都能有利地進行。
