随着我国城镇化和工业化的快速发展,污水处理设施也得到了普及,全国污水处理量由2007年的176.5亿立方米增长到了2017年的569.8亿立方米,而污水厂进水COD平均值由2007年的346mg/L降至2017年的262mg/L,全国52.2%的城镇污水处理厂进水C/N小于4,进水浓度低成为困扰污水处理厂运行的普遍问题。本研究以安徽省某污水厂为对象,对其进水COD组分和氮组分进行连续分析。另外,建立与工程实体同比例缩小的小试装置,研究强化脱氮改良型A²/O工艺的运行情况,通过改变运行条件,探索该工艺的最优工况,为该污水厂的运行提供可靠依据,保证出水达标排放,降低污水处理成本。本研究对安徽省某污水厂进水以及生化池各段COD组分和氮组分进行测定,每周取样测定一次,2019年4月至9月期间共获得18组数据,对进水总COD中溶解态COD(COD_SOL)、快速易降解COD（S_S）、溶解态不可生物降解COD（S_I）进行了测定,同时测定了生化反应池中厌氧池、缺氧池Ⅰ、好氧池Ⅰ、缺氧池Ⅱ、好氧池Ⅱ中沿程COD_SOL、氨氮、硝态氮数据,分析总结其变化规律。另外,通过小试装置,研究了进水流量分配、内回流量、曝气量、C/N对该工艺运行的影响,从污染物去除效果及节约成本方面考虑,寻找最优的运行工况,给出优化运行的建议和对策。通过研究,进水中COD_SOL占COD_tot的34.2%,快速易降解COD（S_S）占COD_tot的15.7%,占COD_SOL的46%,溶解态不可生物降解COD（S_I）占COD_tot的18.9%,占COD_SOL的56%,进水碳源不足,进水COD中惰性物质所占比例较大,多为难降解物质,无法被微生物利用,影响总氮去除效率。经过小试试验表明,进水流量分配对TN去除率影响较大,当向缺氧区Ⅱ分配水量为总进水量的20%时为最优工况,TN去除率最高;内回流量对TN去除率有一定程度影响,COD、NH₄⁺-N及TP受内回流量大小的影响不大,综合考虑污染物去除效率和耗电量,内回流比为200%时为最优工况;曝气量的大小对COD、NH₄⁺-N、TN及TP均有不同程度的影响,好氧池溶解氧控制在2.0～2.5mg/L为最优工况;随着进水C/N的增大,TN和TP去除率逐步增大,COD和NH₄⁺-N去除率依然较高,受C/N影响不大,C/N为9:1是最优工况,TN和TP去除率较高,葡萄糖为较优外部碳源。