改良AAO脱氮除磷工艺即预反硝化-厌氧—缺氧—好氧活性污泥法,是在传统的AA0工艺的厌氧池之前增设了回流污泥预反硝化区,达到提高生物除磷效果的目的。传统的AAO工艺当回流污泥进人厌氧池时,由于携带硝态氮进人厌氧池,将优先夺取污水中易生物降解的有机物,使聚磷菌失去竞争优势,影响了生物除磷效果。改良AA0法的改进原理是将来自二沉池的回流污泥和部分进水首先进人预反硝化区(另外一部分进水直接进人厌氧池),微生物利用进水中的有机物作碳源进行反硝化,去除由回流污泥带人的硝酸盐,消除了硝态氮对厌氧除磷的不利影响,提高了系统的生物除磷能力。
改良AAO脱氮除磷工艺一般有四个相对独立的分区，即预反硝化区、厌氧区、缺氧区、好氧区。可根据不同的处理目标，调整进水方式和流量，使整个系统的去除能力得到提高。
某废水处理厂采用改良AAO工艺，设计日处理污水量为160000m3(不考虑变化系数)，设计进水水质:COD=450mg/L,BOD5浓度S0=215mg/L,TSS浓度X0=150mg/L,VSS=105mg/L(MLVSS/MVSS=0.7),TN=56mg/L,NH3-N=40mg/L,TP=6mg/L，碱度SALK=280mg/L,PH=7~7.5。要求排放出水水质：COD=60mg/L,BOD5浓度Se=20mg/L,TSS浓度Xe=20mg/L,TN=15mg/L,NH3-N=5mg/L,TP=1mg/L，。水温8~25℃，处理方式采用改良AA0法，试对其工艺进行设计计算。
(1)好氧池有效容积V1，m3
V1=Q(S0-Se)θCOYt/1000X
式中：V1-好氧区有效容积，m3
Q-设计流量，m3/d
S0-进水BOD5浓度，mg/L
Se-进水BOD5浓度，mg/L
θCO-好氧池设计污泥龄，取9d
Yt-污泥总产率系数，kgMLSS/kgBOD5，取0.85
X-生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度，g/L，取4.0
则V1=160000*（215-20）*9*0.85/1000*4
=59670m3
t1=59670/160000
=0.373d
=8.95h
(2)缺氧池有效容积V2，m3。（采用反硝化动力学计算）
V2=0.01Q(NK-NTe)-0.12ΔXV/KdeX
式中：V2-缺氧区有效容积，m3
NK-生物反应池进水总凯氏氮浓度，mg/L
NTe--生物反应池出水总氮浓度，mg/L
ΔXV-排出生物反应池系统的微生物量，kgMLVSS/d
Kde-脱氮速率，kgNO3-N/(kgMLSS.d)
脱氮速率Kde(T),
取Kde(20)=0.06kgNO3-N/(kgMLSS.d)
θ温度系数取1.08
T设计水温，取8℃
Kde(8)=Kde(20)*θ(T-20)
=0.06*1.08(8-20)
=0.024kgNO3-N/(kgMLSS.d)
ΔXV=yYtQ(S0-Se)/1000
=0.7*0.85*160000*（215-20）/1000
=18564kg/d
=[0.01*160000*(56-15)-0.12*18564]/0.024*4
=45128m3
t2=V2/Q
=45128/160000
=0.28d
=6.72h
(3)厌氧池有效容积V3，m3。
V3=Qt3
=160000*1.5/24
=10000m3
(4)预反硝化段容积V4，m3。
取t4=30min
则V4=Qt4
=160000*0.5/24
=3333m3
V=V1+V2+V3+V4
=59670+45128+10000+3333
=118131m3
(6)负荷校核
BOD5污泥负荷LBOD
LBOD=QS0/XV1
=160000*0.215/4*59670
=0.144KgBOD5/KgMLSS.d＜0.2
好氧区总氮负荷LTN
LTN=QTN0/XV1
=160000*56/4*59670*1000
=0.038KgTN/KgMLSS.d＜0.05
总磷负荷LTp
LTp=QTP0/XV3
=160000*6/4*10000*1000
=0.024KgTP/KgMLSS.d＜0.06
(7)剩余污泥量ΔX
ΔX=YQ(SO-Se)-kdV1XV+fq(X0-Xe)
式中：ΔX剩余污泥量，KgSS/d
Y-污泥产泥系数，，KgVSS/KgBOD5取0.6
XV-生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度，gMLVSS/L
kd-衰减系数，d1，取0.05
f-SS的污泥转化率，gMLSS/gss取0.6
X0-进水SS浓度，mg/L
Xe-出水SS浓度，mg/L
XV=Yx
=0.7*4
=2.8gMLVSS/L
ΔX=0.6*160000*(0.215-0.02)-0.05*59670*2.8+0.6*160000*(0.15-0.02)