水資源缺乏和水污染是制約我國經濟健康持續發展的重要障礙，水污染危害及其控制備受關注。城鎮污水處理廠把污水收集并集中處理。農村地區基礎設施滯后和管理水平較低，且污水處理量小，地域分散，管理難，運行成本高等特點，導致農村的生活污水水和農業污水大多未經過處理直接排放，導致了當地環境惡化，污水直接流入湖泊還會影響其他地方水質。農村污水污染嚴重影響了農村居民生活質量的改善和提高。為加速我國新農村的建設進程，改善農村生態環境，解決農村水污染問題勢在必行。國家扶持新農村水改項目，農村水環境治理成為我國環境綜合治理的重要組成部分。
農村污水處理中突出的問題是污水來源分散、處理系統設施龐大，構建成本高，對周邊環境影響大、運行不穩定等。現有的污水處理設備對農村污水處理存在著很大的局限性，相關處理技術設備存在投資成本高，運行管理復雜的問題，無法滿足人們的需要。所以，設計一種新型低運行費用農村污水處理設備顯得尤為重要。
污水通過開口設有篩網的進水管及布水器流入生物濾層(由附著微生物的砂粒組成)，濾過大顆粒物質、去除部分有機物;接著通過透水的承托層進入復合生物反應層自然形成的好氧區(外圍)和厭氧區(內部)停留反應一段時間，完成對BOD5/COD、TN的去除。主要的反應原理包括：吸附、沉淀、生物氧化、生物脫氮等。復合生物反應層內形成好氧區和厭氧區，并且分為2-3結構，構成多處理過程，提升和保證了良好的處理效果。污水經過多好氧厭氧生物處理去除BOD、總氮等后，經處理后的水流入集水層，通過出水管排出。
空氣導流通道、集熱板與透氣層共同構成了空氣導流系統，安裝在一側的集熱板可收集填料中生物反應放出的熱量，維持相對較高的溫度，使設備內一側的大氣壓降低與設備另一側形成氣壓差，促進設備內空氣流通，增強整個處理體系的充氧能力。
空氣導流通道又和出水管構成雨污分流系統。當下雨時，地表雨水可經溢流入口從本設備周邊導流通道進入空氣導流通道，并由出水管與外界污水管道相通而排放。這樣的設計有效避免雨水對整個系統的沖擊和破壞，保證了系統在下雨等特殊天氣情況下能穩定運行。
