针对城镇污水处理厂二级处理工艺普遍存在基建投资大、运行费用高等缺点,本研究在已建成的城镇污水生物脱氮除磷倒置A²/O工艺污水处理厂进行了生产性启动运行与优化研究,并对倒置A²/O工艺污水处理厂建设投资及实际运行成本进行了经济性分析。低进水量、低负荷条件下倒置A²/O工艺污水处理厂的启动可以采用间歇流和连续流相结合的污泥培养方式,采取投加外加碳源的方式有利于提高活性污泥的增长速度;在郓城县污水处理厂进水水量水质情况下,倒置A²/O工艺运行参数应控制为:溶解氧为2mg/L,污泥浓度为3000mg/L,回流比为200%,污泥龄为16天,有机负荷为0.10kgBOD₅/kgMLSS·d。实际生产结果表明,在该运行条件下,倒置A²/O工艺系统硝化、反硝化、除磷效果稳定,对该类水质具有良好的处理效果,COD、TN、NH₃-N、TP平均去除率分别为80.8%、78.7%、95.6%和73.9%,出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准要求。冬季温度较低时,适度延长污泥龄至20天,增加污泥浓度至3500mg/L,提高溶解氧含量至3mg/L,可以保证出水达标排放。污泥中毒后通过采取以下措施后可以使污泥尽快恢复:阻断有毒物质的进一步流入:减少进水量:停止排泥;增大回流比。郓城县40000m³/d倒置A²/O工艺污水处理厂,工程总投资3866万元,单位建设造价指标为991元/（m³/d）,低于建设部同等规模的污水处理二级工艺的建设项目造价1350～1120元/（m³/d）,运行成本为0.482元/吨水,单位经营成本为0.325元/吨水。