系统初次运行是污水处理厂投入正常运行前的重要步骤，操作人员在此阶段应为系统以后的正常运行积累经验。在系统进行初次运行前应完成对全体员工的岗位培训和安全培训工作。
污水处理厂投入正常运行后可能长时间不能停运，故在系统进行初次运行前应清除全部构筑物中的垃圾杂物，同时应仔细检查和修补构筑物和机械设备的油漆、防腐和紧固情况。
系统单机调试和构筑物渗水测试应在系统初次运行前，包括水处理系统和污泥处理系统的各工艺水池，工艺设备，辅助设备及闸阀及堰门等。由土建分包商和设备供应商，安装单位分别完成，并提交单机调试和构筑物渗水测试报告。同时注意工艺中有标高要求内容的校核，例如各转刷的标高一致，并与堰门标高协调。污水处理厂相关人员应参与该项工作，并对单机调试和渗水测试工作进行验收。
系统进行初次运行前，污水收集系统应具备收集和提升污水能力，并能够通过污水收集控制系统控制进水量和进水时段，同时，应确保污水处理厂出水管道与受纳水体连通，以保证经过污水处理厂处理后的尾水能排入受纳水体中。
复核设计负荷时工艺流程的过水能力是指复核自进水提升泵到出水口工艺流程的过水能力能否达到设计负荷。由于已通过单机调试，可以用污水进厂进行复核以节约清水。如出现问题应通知承包商进行改建，直至达到设计负荷。
新建污水处理厂系统联动应由总承包商完成。系统联动试车的目的是检验设备运行、工艺参数监测和调控能力以及检验设备间运行的协调性。在系统联动过程中应重点调试自动控制和现场控制系统运行情况。