AO工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物，當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮（N2）完成C、N、O在生態中的循環，實現污水無害化處理。
優點：
（1）效率高。
（2）流程簡單，投資省，操作費用低。
（3）缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。
（4）容積負荷高。
（5）缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。
缺點：
（1）無獨立的污泥回流系統，不能培養出具有*功能的污泥，難降解物質的降解率較低；
（2）若要提高脫氮效率，必須加大內循環比，因而加大了運行費用。另外，內循環液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90%。
（3）影響因素
水力停留時間 （硝化>6h ，反硝化<2h ）污泥濃度MLSS（>3000mg/L）污泥齡（ >30d ）N/MLSS負荷率（<0.03 ）進水總氮濃度（ <30mg/L）。
