本研究通过中试试验,对比了倒置A²/O工艺与常规A²/O工艺在污染物去除效果上的差异;通过静态试验研究,分析了倒置A²/O工艺的脱氮除磷机理;采用FISH技术,分析倒置A²/O工艺与常规A²/O工艺系统中微生物的结构特征。目的在于探讨倒置A²/O工艺生化反应机制和在不同水质与环境条件下的运行处理效果,确定合理的工艺运行参数。研究结果表明:（1）在不同外界环境和工艺控制条件下,倒置A²/O工艺和常规A²/O工艺对NH⁴⁺-N、有机污染物的去除效果相当;水温10℃以上时,两工艺对NH⁴⁺-N的去除效果都比较好,NH⁴⁺-N硝化率均高达90%以上;低温下倒置A²/O工艺比常规A²/O对NH⁴⁺-N的去除具有更好的适应能力;在相同试验条件下倒置A²/O工艺出水的PO₄^3--P和TP浓度均低于常规A²/O工艺,倒置A²/O工艺的平均出水PO₄^3--P均在0.50 mg/L以下,平均出水TP在0.60mg/L以下,去除率均在80%以上,且处理出水效果较稳定。（2）通过对不同厌氧历时的活性污泥的比好氧呼吸速率的测定,发现厌氧历时的长短对活性污泥微生物的活性影响不大,但厌氧历时有一个最佳值,本研究的最优值为厌氧历时为2h。倒置A²/O工艺活性污泥微生物活性高于常规A²/O工艺;通过静态试验分析PHB的转化机理,可知在常规A²/O工艺的厌氧反应中生成的PHB量明显高于倒置A²/O工艺的厌氧反应中生成的PHB的量,但进入好氧反应时PHB含量的变化则相反。（3）采用荧光杂交（FISH）技术对两系统活性污泥微生物群落的研究结果表明,倒置A²/O工艺的活性污泥微生物中PAOs所占的比例明显高于常规A²/O工艺,且聚磷菌（PAOs）在与聚糖菌（GAOs）的竞争中占有优势。