一种缺氧/好氧生物脱氮工艺(A1/O工艺)运行优化控制系统及其在线控制方法,其缺氧区内有搅拌器,好氧区内设有曝气器,二沉池底部连接剩余污泥排泥管和污泥回流管,污泥回流管与缺氧区入口连通,好氧区出口与缺氧区入口之间连接内循环回流管,在缺氧池第一格室设有外碳源投加装置,在缺氧区每个格室内设置pH传感器,在最后格室设置ORP传感器,在好氧区内每个格室内设置pH传感器和DO传感器,在好氧区最后一个格室内设置ORP传感器;各传感器的信号输出端与硝化反硝化反应在线控制器连接,由硝化反硝化反应在线控制器向循环回流控制阀门、污泥回流控制阀门和外碳源投加控制阀门输出控制信号。可保证出水水质达标,节省运行费用,提高系统的稳定性。