自来水厂一体化净水设备是利用先进的水处理技术，将各个处理单元集成在一个设备中，将城市自来水进行全面净化和改善。其原理主要包括多级过滤、活性炭吸附、超滤膜分离和紫外线消毒等步骤。

首先，通过多级过滤，将自来水中的大颗粒杂质、沙子、泥土等悬浮固体物质去除。这一过程可以净化水质，保护后续处理单元的正常运作。

接下来，活性炭吸附阶段通过活性炭的吸附能力，去除自来水中的有机物质和重金属离子。活性炭的大表面积和微孔结构可以吸附水中的异味、变质物质和有害物质，使水质更加清澈和健康。

然后，超滤膜分离阶段采用超滤膜的微孔特性，将水中的微生物、细菌、病毒等有害物质截留下来，同时保留水中的矿物质和营养物质。超滤膜的孔径非常细小，可以有效阻拦有害物质的通过，使水质更加纯净和安全。

最后，紫外线消毒阶段利用紫外线辐射的杀菌作用，杀灭水中的病毒和细菌，保证水质的卫生安全。紫外线消毒不需要添加任何化学药剂，不会产生二次污染，对水质的影响较小。

通过以上一体化净水设备的处理过程，可以将自来水中的各类有害物质彻底去除，保证水质的可靠和稳定性。同时，这种设备具有结构紧凑、占地面积小、操作简便等特点，适用于各种规模的自来水厂和水处理工程。它为人们提供健康、安全的饮用水和生活用水，为城市居民的生活质量提升提供了有力的保障。