日益严重的水体富营养化问题，促使城市污水生物处理系统向同时具备除碳、脱氮和除磷等多功能的方向发展。城市污水处理的核心是城镇污水处理厂的建设和运行。城镇污水处理厂的启动、运行、优化是其运行管理的重要组成部分。A2/O工艺是脱氮除磷的主流工艺之一，但它本身存在一些难以克服的矛盾，使得脱氮除磷效果难以提升。因此，众多研究者对A2/O工艺进行了一系列革新，其中A+A²/O工艺简便易行，应用广泛。A+A²/O工艺是在传统A2/O工艺的基础上，增设了预缺氧池，并对进水部位及比例稍加改动，用以消除硝酸盐对厌氧释磷过程的影响。广州市某污水处理厂分四期建设，有三种不同工艺类型，其中三期为A+A²/O工艺，日处理水量为2010⁴m³/d。以A+A²/O工艺2009年全年的监测数据作为数据来源，从工艺的控制参数、进水水质特性、脱氮除磷效果、运行问题以及运行稳定性五个方面展开分析研究；考虑到该污水厂二期UNITANK工艺具有与A+A²/O工艺相同的原污水作为工艺进水，且日处理水量（设计值为2210⁴m³/d）也较为相近，本课题还对两种工艺的脱氮除磷效果和运行稳定性进行了对比研究。工艺分析结果表明：控制参数之间的紧密关系可以为工艺运行优化提供有效的信息。工艺进水量和进水水质年内存在波动变化，但可生化性较高，碳氮比在4⁶之间波动，碳磷比在30⁵0之间波动。2009年工艺整体运行效果良好，各出水指标去除率较高，可使出水达到GB18918-2002一级B标准，TN去除效果不佳，是工艺优化的方向。稳定性分析表明，不同出水指标的工序能力指数由大到小排序为COD_cr＞BOD₅＞NH₄⁺-N＞TP＞SS＞TN，展现出不同的抗冲击能力；且出水指标值数据，比较稳定地分布在一个相对稳定的数值范围之内，异常数值发生的几率较小。工艺对比分析结果表明：在工艺运行效果方面，A+A²/O工艺对于BOD₅/COD_cr、NH₄⁺-N/TN的去除效果明显优于UNITANK工艺，对TP和SS的去除效果两种工艺差别不大；在工艺运行稳定性方面，A+A²/O工艺的BOD₅、NH₄⁺-N/TN的工序能力指数CP值大于UNITANK工艺，COD_cr、TP和SS三个指标的CP值小于UNITANK工艺。