Hệ thống xử lý nước thải trong phòng thí nghiệm chuyển đổi nước thải phức tạp thành nước thải đạt tiêu chuẩn thông qua một quá trình kết hợp nhiều đơn vị, với các quy trình cốt lõi bao gồm ba giai đoạn tiền xử lý, xử lý sinh hóa và thanh lọc sâu.
Giai đoạn tiền xử lý đạt được sự cân bằng chất lượng nước thông qua đánh chặn vật lý và điều chỉnh hóa học. Nước thải lần đầu tiên đi vào bể thu gom, sau khi loại bỏ các hạt lơ lửng lớn bằng lưới tản nhiệt, trung hòa pH được hoàn thành trong bể điều chỉnh, tạo điều kiện ổn định cho việc xử lý tiếp theo. Đối với các chất gây ô nhiễm kim loại nặng, hệ thống sử dụng phương pháp kết tủa hóa học, tạo thành kết tủa không hòa tan bằng cách ném thêm chất bắt kim loại nặng và sau đó tách ra bằng bể lắng.
Giai đoạn xử lý sinh hóa sử dụng sự trao đổi chất của vi sinh vật để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ. Phương pháp bùn hoạt động chuyển đổi các chất hữu cơ thành carbon dioxide và nước thông qua cộng đồng vi sinh vật hiếu khí trong bể sục khí; Quy luật màng sinh học sử dụng màng vi sinh gắn vào bề mặt của chất độn để đạt được quá trình nitrat hóa đồng bộ và khử nitơ. Giai đoạn này có thể làm giảm hiệu quả COD, BOD và các chỉ số khác để chất lượng nước đạt tiêu chuẩn lọc ban đầu.
Giai đoạn thanh lọc sâu sử dụng công nghệ rào cản nhiều giai đoạn để đảm bảo an toàn cho nước ra. Lọc cát, lọc carbon và các đơn vị lọc vật lý khác có thể giữ lại hơn 0,5 micron hạt vật chất; Siêu lọc, lọc nano và các công nghệ tách màng khác có thể loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan và vi sinh vật; Khử trùng bằng tia cực tím hoặc khử trùng bằng clo thì tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh. Đối với các chất gây ô nhiễm đặc biệt, hệ thống có thể tích hợp các quy trình oxy hóa tiên tiến như oxy hóa ozone hoặc công nghệ vi điện phân để đạt được sự khoáng hóa sâu của các chất hữu cơ khó phân hủy.
Thiết bị xử lý nước thải trong phòng thí nghiệm hiện đại cho thấy xu hướng tích hợp và thông minh. Thiết bị tích hợp sẽ kết hợp mô-đun của từng đơn vị xử lý, chiếm diện tích ít hơn 40% so với quy trình truyền thống; Hệ thống điều khiển thông minh có thể theo dõi các thông số chất lượng nước trong thời gian thực, tự động điều chỉnh liều lượng và cường độ sục khí của tác nhân, đảm bảo hiệu quả xử lý đồng thời giảm tiêu thụ năng lượng. Một số thiết bị còn trang bị chức năng giám sát từ xa, thực hiện vận hành không giám sát.