淺層氣浮池工作原理是污水從池中心的旋轉進水管進入，通過旋轉布水管布水，污水經過穩流裝置和整流裝置進入氣浮池體，氣浮池體內的水流不隨集水、布水裝置的轉動而形成波動，因其旋轉布水后的水流速度與旋轉集水出流速度相同，而布水后的水體流向與旋轉的方向相反，隨著旋轉布水器的循環和穩流、整流裝置的作用，在池內產生了無數個互不干擾的分離區域，各分離反應區也隨著循環周期（旋轉速度）所產生的時間差相繼出現和結束，布水機構的移動速度和進水速度相同，這樣就產生了水流的相對“零速度”。這一理論是本裝置的關鍵原理部分。這種進水方式不會對原水產生擾動，使得顆粒的懸浮和沉降在一種相對靜止的狀態下進行。
淺層氣浮池浮渣收集裝置不僅隨中心筒繞池體中心旋轉，同時由驅動裝置驅動，回繞自身軸心線作自轉運動。浮渣經與中心筒連接的排渣管從池底排出。該裝置把集、排渣連續工作于一體，所以在工作時避免了浮渣再次溶入水體形成二次污染。當池徑小、浮渣少時可采用單翼式撇渣裝置，當池體直徑大、浮渣較多時可采用雙翼式撇渣裝置，由于該撇渣裝置特殊的結構和特殊的運行方式，固撇渣效果良好，不對氣浮的處理產生影響。
清水由集水管排出，集水管與中央旋轉部分連接，并和行走架一起旋轉。集水管和布水管之間由旋轉布水機構隔開。因此，原水的氣浮分離時間就是中央旋轉機構部分的回轉周期。連接在旋轉布水機構上的刮板將池底和池壁上的污泥刮集到集泥斗中定期排放。行走部分和撇渣斗的轉動有各自的調速機構驅動，采用中心滑環供電。
