环境工程是建立在实验基础上的学科。许多污染现象的解释，污染治理技术、处理设备的设计参数和操作方式的确定，都需要通过实验解决。例如，给水处理中混凝沉淀所用药剂种类的选择和生产运行条件的确定以及采用热解焚烧技术处理固体废物时工艺参数的确定等，都需要通过实验测定才能较合理地进行工程设计。        
       A2O工艺城市污水处理模拟装置的A²/O工艺，A²/O工艺是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。传统的A²/O 工艺（见图1-1）是一个由厌氧池（A池）、缺氧池（A池）、好氧池（O池）、沉淀系统及污泥回流系统（内回流、外回流）组成的系统，是上世纪七八十年代在A/O工艺基础上发展而来。
       传统A²/O工艺流程，污水首先进入厌氧池与回流污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下，部分易生物降解的大分子有机物被转化为小分子的挥发性脂肪酸（VFA），聚磷菌吸收这些小分子有机物合称聚-β-羟基丁酸（PHB）并储存在细胞内，同时将细胞内的聚磷水解为正磷酸盐释放到水，释放的能量可供专性好氧的聚磷菌在厌氧的抑制环境中维持生存，随后污水进入缺氧池
       缺氧池的首要功能是反硝化脱氮。污水经过厌氧池进入缺氧池后，反硝化菌利用污水中的有机物和回流混合液中的硝态氮进行反硝化，硝态氮转化为氮气释放到空气中，达到生物脱氮效果。缺氧池有机物浓度和硝态氮浓度都大幅降低，具体表现为缺氧池COD、硝态氮及总氮物质量的下降，同时缺氧池还可能存在磷的吸收或释放。
       混合液从缺氧池进入好氧池，好氧池作用主要为去除COD、硝化、吸收磷。进入好氧池的混合液中COD浓度已经很低，聚磷菌主要是依靠分解储藏在体内的PHB来获得能量以供自身的生长繁殖，同时超量吸收水中溶解性磷以磷酸盐的形式储藏在体内，经过沉淀池沉淀后上清液排出，含磷量较高的污泥一部分回流至厌氧池，一部分以剩余污泥的形式排出系统，达到生物除磷的效果。同时，好氧池中有机物被微生物生化降解，氨氮被硝化，好氧池出水中COD、氨氮、总磷均大幅降低，而硝态氮显著上升。
       A²/O工艺具有同时脱氮除磷功能，能同时完成有机物的去除、硝化反硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是氨氮被完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成反硝化脱氮功能，厌氧池和好氧池联合完成生物除磷功能。A²/O工艺具有构造简单、控制复杂性小、运行费用低、不易产生污泥膨胀等特点而被全世界广泛应用于各类型污水厂，也是我国处理市政污水的主要工艺。 
       A²/O工艺脱氮除磷效果受到多种因素影响，有着内在固有矛盾，脱氮、除磷均对碳源均有所要求，聚磷菌、硝化菌、反硝化菌在碳源、泥龄、有机负荷等方面存在着矛盾和竞争，很难同时高效的脱氮、除磷。此外，A²/O工艺对总氮、总磷的去除率存在着上限，以此发展出多种变种工艺，如A/O工艺、倒置A²/O工艺、多点进水A²/O工艺、UCT工艺、VIP工艺、JHB工艺、Bardenpho工艺、改良型Bardenpho工艺（Phordeox工艺）、TNCU工艺、BCFS工艺、PASF工艺、三环式A²/O工艺等。