Quá trình kết hợp A2O bao gồm các bể kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí, trong đó thủy phân, axit hóa, sản xuất axit axetic và metan hóa được thực hiện đồng thời và các chất hữu cơ trong nước thải được loại bỏ bằng cách sử dụng vi khuẩn kỵ khí. Bể thiếu khí chủ yếu đóng vai trò khử nitrat để loại bỏ nitơ nitrat và cũng loại bỏ một phần BOD. Chức năng của bể hiếu khí là cho phép bùn hoạt tính trải qua quá trình hô hấp hiếu khí, phân hủy thêm chất hữu cơ thành chất vô cơ và loại bỏ các chất ô nhiễm.

Chi tiết về các giai đoạn trong công nghệ AAO:
Giai đoạn kỵ khí (Anaerobic):
Trong bể kỵ khí, các vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy, tạo ra các sản phẩm như khí metan, cacbon dioxit và các axit hữu cơ. 
Giai đoạn thiếu khí (Anoxic):
Bể thiếu khí là môi trường có nồng độ oxy thấp, nơi các vi sinh vật sử dụng nitrat làm chất nhận electron để phân hủy các chất hữu cơ, đồng thời chuyển hóa nitrat thành khí nitơ, giúp loại bỏ nitơ khỏi nước thải. 
Giai đoạn hiếu khí (Oxic):
Trong bể hiếu khí, các vi sinh vật sử dụng oxy để phân hủy các chất hữu cơ còn lại, tạo ra các sản phẩm cuối cùng như cacbon dioxit và nước. 
Ưu điểm của công nghệ AAO:
Hiệu quả xử lý cao:
Công nghệ AAO có thể xử lý hiệu quả các chất hữu cơ và nitơ trong nước thải, đặc biệt là đối với nước thải có hàm lượng ô nhiễm cao. 
Chi phí vận hành thấp:
So với các công nghệ xử lý nước thải khác, AAO có chi phí vận hành tương đối thấp, do tận dụng được các quá trình sinh học tự nhiên. 
Vận hành đơn giản:
Quy trình vận hành của AAO khá đơn giản, dễ dàng điều khiển và kiểm soát. 
Ứng dụng rộng rãi:
Công nghệ AAO được ứng dụng trong nhiều loại hình xử lý nước thải khác nhau, như nước thải sinh hoạt, công nghiệp và y tế. 
Khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm tốt:
AAO có khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm như BOD, COD, nitơ, photpho và các chất rắn lơ lửng. 
Ứng dụng của công nghệ AAO:
Công nghệ AAO được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm: 
Xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp, và y tế.
Xử lý nước thải từ các ngành công nghiệp thực phẩm, dệt may, hóa chất, v.v.
Cải thiện chất lượng nước trong các hệ thống xử lý nước thải đô thị.
Kết hợp AAO với các công nghệ khác:
Công nghệ AAO có thể được kết hợp với các công nghệ khác như MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) để tăng hiệu quả xử lý, đặc biệt là trong các hệ thống xử lý nước thải có lưu lượng lớn hoặc có hàm lượng ô nhiễm cao. 
Tóm lại, công nghệ AAO là một giải pháp hiệu quả, tiết kiệm và thân thiện với môi trường trong việc xử lý nước thải, với khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm và cải thiện chất lượng nước đáng kể.