本发明公开了一种减少N2O产生的污水处理自动控制装置及其操作方法。本发明的技术方案要点为：一种减少N2O产生的污水处理自动控制装置，包括厌氧处理池、缺氧处理池、好氧处理池和污泥沉淀池，缺氧处理池和好氧处理池之间通过内循环回流泵及管道相连通，厌氧处理池与污泥沉淀池之间通过外循环回流泵及管道相连通，厌氧处理池NO2-检测探头、缺氧处理池NO2-检测探头、好氧处理池NO2-检测探头、溶解氧检测探头、辅助气泵、内循环回流泵和外循环回流泵分别通过导线与PLC电脑控制系统相连接。本发明还公开了该污水处理自动控制装置的操作方法。本发明可广泛应用于各种实际废水处理过程，根据现有污水厂的实际情况进行设备改造安装，简单易行，操作性强。