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A2O工艺脱氮除磷过程的主要问题在于硝化长泥龄与释磷、反硝化短泥龄的矛盾，反硝化与释磷碳源分配矛盾以及污泥回流破坏厌氧环境，影响除磷问题。A2O工艺的三种变式也主要是针对这三个问题而设计的。
普通A2O工艺通常用于C/N-C/P比值较高的污水，由于碳源充足，脱氮与除磷在争夺碳源上矛盾较小，易生物降解的含碳有机物量大，回流污泥中的NO-x-N在厌氧区消耗的碳源不*于对释磷产生**影响，系统能达到较好的除磷**。改良型A2O工艺在厌氧池前端增设的缺氧调节池利用部分进水中的有机物对回流污泥中的NO-x-N反硝化，一定程度上减轻了NO-x-N对厌氧区聚磷菌释磷的不利影响，保持了厌氧区相对“压抑”的环境，但由于缺氧调节池从进水中得到的碳源有限，反硝化脱氮主要发生在后续的缺氧池，同时进水中的碳源没有完全进入厌氧池用于除磷，终的处理**还是受回流污泥的比例(泥龄)和进水中有机物的含量及分配比例影响，一般改良型A2O工艺若要达到较高的氮磷去除率，也要求污水具有较高的C/N、C/P比值。由于增设了预缺氧池，改良的A2O工艺基建费用增加，占地面积、处理成本增大。
曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移，这种传质扩散的理论，目前应用较多的是刘易斯和惠特曼提出的双膜理论。
双膜理论认为，在“气水”界面上存在着气膜和液膜，气膜外和液膜外有空气和液体流动，属紊流状态;气膜和液膜间属层流状态，不存在对流，在一定条件下会出现气压梯度和浓度梯度。如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度，空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体，因而液膜和气膜将成为氧传递的障碍，这就是双膜理论。
污水自流进入一级接触氧化池，进行初步生化处理，出水再进入二级接触氧化池进行深度生化处理，在二级接触氧化池中，设置有生物填料，在生物填料上附着有一层生物膜，生物膜对于水中的有机物进行吸附、吸收、降解，从而使废水中的有机物得以充分净化；接触氧化池出水再进入二沉池，经沉淀处理后，污水中的大部分悬浮物和部分有机物给去除下来。二沉池出水进入消毒池，投加消毒液消毒，达标排放。
根据技术成熟、经济合理、操作运行方便、维修简易的原则进行总体设计和单元构筑物设计，并充分注意节能，力求减少动力消耗，以节约能源(http://www.maoyihang.com/sell/l_34/)，降低处理成本及运行费用。同时，工艺设计时充分考虑冬季低温等不利因素下污水处理系统稳定运行要求。
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UCT工艺适用于处理BOD5/TN或BOD5/TP较低的城市污水，当污水 C/N<4、C/P<20时，UCT工艺比普通A2O工艺具有更高的除磷效率，UCT工艺增加了从缺氧段出流液到厌氧段的回流，增加了能耗，且两套混合液回流交叉不利于控制缺氧段的水力停留时间。
A2O工艺作为基本的同步脱氮除磷工艺，由于实现不同功能的三种菌种(硝化菌、反硝化菌、聚磷菌)均不能在各自佳的条件下生长，碳源矛盾、回流NO-x-N问题不能从根本上解决，脱氮除磷相互制约，氮磷去除率不可能同时达到高。工程应用中可根据实际进水情况，有所偏向地重点去除氮或磷，也可以通过操作条件优化，获得优的氮磷同步去除率。
UCT工艺主要是为了避免硝酸盐干扰释磷问题而提出的，回流污泥*先进入缺氧池脱氮，缺氧段部分出流混合液再回*厌氧段。通过这样的修正，可以避免因回流污泥中的NO-x-N回流*厌氧段，干扰释磷而降低磷的去除率。采用UCT工艺以太原市污水处理厂初沉池出水为研究对象，对各种污染物质的去除进行了研究，得出的结论为:UCT工艺对COD的去除率达到85%以上，NH+4-N的去除率超过97%，TN去除率稳定在75%左右，PO3-4-P去除率为80%。
