一种通过多功能A2O工艺进行优化脱氮除磷的方法，属于污水处理技术领域。其组成主要包括9个格室组成的A2O装置和沉淀池装置，其方法主要是在生化池的部分格室同时设置搅拌措施、曝气、进水和回流措施等，使部分格室可以实现厌氧、缺氧和好氧等不同功能区之间的切换，通过简单调整便能够组合为A2O工艺、倒置A2O工艺、分段进水工艺和投加外碳源的分段进水工艺等。本发明解决了我国城镇污水水质水量波动大与工艺不匹配的问题，通过多功能A2O工艺能够满足各种不同水质和出水标准的要求。