厨房灰水、洗衣、洗浴灰水等船舶灰水从灰水入口进入灰水处理柜，灰水柜装置有微电解发生器，用来脱氮除磷，并带加热器，当油加热上浮后，利用油不导电而水导电的原理，由排油界面计控制实行自动排油功能。
黑水通过黑水入口进入黑水处理柜，在黑水处理柜内悬挂有软性生物膜填料，具有吸附消解有机物功能的生物膜在水中自由飘动，大部分原生物寄居于纤维生物膜内，同样由于充氧的作用，有机物质进一步与生物膜接触氧化分解。如果停机一段时间再起动的话，由于生物膜中尚有细菌的胞子存活，因此比常规曝气法起动时间要快得多。同时软性填料像棉桃一样，营养过剩时会涨开，吸附过剩的污泥；营养差时会慢慢消化自己，又称“内源呼吸”，“棉桃” ，等待食物。
装置每个处理循环，黑水处理柜气泵A1 开68 分钟20秒后停转，在真空泵和传输泵都停止运行时，气泵再开启68 分钟20秒……，进入下一个处理循环。膜柜气泵A2 开50 分钟，停38 分钟后连续启动，待真空泵排水和传输泵补水结束后，重新计时，再开启50 分钟，停38 分钟……，进入下一个循环。污泥定期被粉碎泵返送到黑水处理柜内作为生化处理的菌种；传输泵在真空泵排水完毕后，自动将灰水处理柜和黑水处理柜内上清液驳入电解膜柜进行深度处理。

电解膜柜内不但安装有电解发生器用来进一步脱氮除磷，去除BOD和COD，还置有浸没式膜组，同时也通过曝气参与生化反应，所以又称膜生物反应器（MBR）。膜为中空纤维超滤材料，由真空泵抽吸渗过膜的清水，再经过紫外线消毒杀菌，就可达到排放标准，排放至舷外，或船上清水舱。
污泥排放周期视污水水质和负荷而定，一般6～9个月左右排放一次多余污泥是适当的。在正常运行状态下，从取样口用100ml量筒取出含有悬浮物的液体，静止半小时后，如沉淀物界面超过60%时，此时应将污泥排放至舷外或排入船厂提供的溢流柜。