AAO工艺主要由水解酸化池、厌氧池、好氧硝化池组成。
水解酸化池
水解酸化的作用是提高焦化废水的可生化性。复杂物料的厌氧降解过程可分为水解、发酵(或酸化)、产乙酸和产甲烷4个阶段。在两段厌氧处理中，水解和酸化往往作为一个独立的阶段。水解酸化对于焦化废水的处理十分必要，难降解的多环芳烃和杂环化合物经水解和产酸能转化为简单的低分子有机物，为后续的处理提供易于氧化分解的有机底物，即提高废水的可生化性。消除了喹啉、吲哚对好氧微生物初期的抑制作用，提高了喹啉、吲哚、萘、联苯、三联苯、吡啶、咔唑等的好氧降解性能。焦化废水经水解酸化后生成的易降解有机物，有可能作为共代谢物促进微生物在厌氧阶段或后续阶段对难降解有机物的代谢能力。
水解酸化菌对反应条件不敏感，因而酸化反应器可起到抗冲击负荷、温度和pH值的波动，保护后续反应段的正常运行等作用。适宜温度在16～36℃，pH为3.5～10，最优值为5.5～6.5;氧化还原电位只要在+50mV以下即可发生有效的水解酸化。水力停留时间应该控制使反应不要进入产甲烷阶段，因为后续构筑物对可降解物质的需求很大，而甲烷化则消耗了大量的易降解物质。设计应根据不同水质和工艺确定达到可生化性和经济性最佳结合的停留时间。在4.5～5.5h内，BOD5和BOD5/CODcr值同时达到最大;随着停留时间的延长，BOD5和BOD5/CODcr值都相应降低。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
厌氧池
厌氧反应器的功能主要是去除CODcr和NO3-N。主要反应是以来自好氧池回流NO3-N为电子受体，以有机物为电子供体，将NO3-N还原为N2，同时将有机物降解，并产生碱度的过程[5]。与一般脱氮除磷的工艺稍有不同，焦化废水在厌氧段还能去除大量难降解有机物，主要为稠环芳香烃和杂环化合物。NO3-N还原为N2的过程进行是否彻底，关键在于可被微生物利用的电子供体的量即C/N比。由于焦化废水为难降解水，一方面好氧硝化池的出水CODcr偏低，且主要为难生物降解有机物，所以池中CODcr有一部分无法作为电子供体利用;另一方面，共基质代谢作用要求去除难降解有机物需大量可降解CODcr。因此，焦化废水在反硝化段需要比一般废水更高的C/N比。
好氧硝化池
好氧硝化池的主要作用是去除CODcr和NH4-N。由于进水中的有机物浓度高，生化反应的初始阶段异养菌占优势，主要发生含碳有机物的生物降解，当含碳有机物浓度降至一定程度，硝化菌的硝化作用在反应中成主生化反应过程。除了硝化菌的作用外，异氧菌和硝化菌在生长过程中的同化作用和好氧池的曝气吹脱作用也可以去除一部分NH4-N。在硝化过程中要消耗碱度。由于缺氧池所补充的碱度有限，当废水本身所含碱度不能满足硝化要求时，会使pH值下降而最终抑制硝化菌的活动。因此，可以在好氧池的中部外加一些Na2CO3来提高好氧池后段的碱度，促进硝化反应的进行。