該工藝是在A/O工藝基礎上，增設了一個缺氧段和好氧段，各段反應池均獨立運行，混合液自第一好氧池回流至第一缺氧池而第二好氧池無混合液回流（因而須注意，第二缺氧池和第二好氧池并非組成一級A/O工藝）所增設的缺氧段和好氧段起強化脫氨和提高處理出水水質的作用。

運行過程中，第一好氧池的內部回流混合液、原水中的有機基質及回流污泥進入第一厭氧池，進行反硝化脫氮。由于第一厭氧池進水中含有較多內碳源可利用因而具有較高的反硝化速率，但與其進水中的食料比有關。好氧一池的容積一般可按F./M為0.25考慮；
在厭氧二池中，由于好氧二池出水中有機物濃度較低，同時也沒有外加碳源因而反硝化菌主要通過內源呼吸作用，以細胞內碳源進行反硝化，因此反硝化效率較低，并與系統的污泥齡有關。
但這種反硝化作用可有效地提高整個處理系統的反硝化程度，從而利于提高脫氮效率。必要時，可將少部分進水引入厭氧二池以適當補充碳源，提高其反硝化速率。
該工藝中好氧二池的主要作用是進一步降低廢水中的有機物濃度，同時改善出水的表觀性狀由于增設了厭氧二池和好氧二池強化處理作用，該工藝的脫氮效率可以高達90%~95%(城市污水)。

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