微生物除磷原理
某些微生物在好氧時不僅能大量吸收磷酸鹽（PO）合成自身核酸和ATP，而且能逆濃度梯度過量吸磷合成貯能的多聚磷酸鹽顆粒（即異染顆粒）於體內，供其內源呼吸用，這些細菌稱為聚磷菌。聚磷菌在厭氧時又能釋放磷酸鹽（PO）於體外，故可創造厭氧、缺氧和好氧環境，讓聚磷菌先在含磷污（廢）水中厭氧放磷，然後在好氧條件下充分地過量吸磷，然後通過排泥從污（廢）水中除去部分磷，可以達到減少污（廢）水中磷含量的目的。
聚磷細菌
如前所述，所謂聚磷菌是指能吸收磷酸鹽，並將磷酸鹽聚集成多聚磷酸鹽貯存在細胞內的一群微生物的統稱。通常，聚磷菌又能形成聚β-羥基丁酸（PHB）貯存在體內。具有聚磷能力的微生物，就目前所知，絕大多數是細菌。聚磷的活性污泥是由許多好氧異養菌、厭氧異養菌和兼性厭氧菌組成，實質是產酸菌（統稱）和聚磷菌的混合群體。有文獻報導，從活性污泥中分離出來的聚磷細菌種類多，其中聚磷能力強，數量占優勢的聚磷菌是不動桿菌-莫拉氏菌群、假單胞菌屬、氣單胞菌屬和黃桿菌屬、費氏檸檬酸桿菌等60多種。有聚磷能力的還有硝化細菌中的亞硝化桿菌屬、亞硝化球菌屬、亞硝化葉菌屬和硝化桿菌屬、硝化球菌屬等。
除磷的生物化學機制
厭氧釋放磷的過程
產酸菌在厭氧或缺氧條件下將蛋白質、脂肪、糖類等大分子有機物，分解為3類可快速降解的基質：① 甲酸、乙酸、丙酸等低級脂肪酸；② 葡萄糖、甲醇、乙醇等；③ 丁酸、乳酸、琥珀酸等。聚磷菌則在厭氧條件下，分解體內的多聚磷酸鹽產生ATP，利用ATP以主動運輸方式吸收產酸菌提供的3類基質進入細胞內合成PHB。與此同時釋放出PO於環境中。
Comeau提出乙酸吸收理論：質膜外的CHCOO 和H 結合成中性分子，進入細胞再水解成離子CHCOO 和H 產生的ATP驅動H排到體外，重建質子驅動力，使CHCOO 不斷被輸入細胞。體內的乙酸（CHCOOH）被合成為PHB。
好氧吸磷過程
聚磷菌在好氧條件下，分解機體內的PHB和外源基質，產生質子驅動力將體外的PO輸送到體內合成ATP和核酸，將過剩的PO聚合成細胞貯存物：多聚磷酸鹽（異染顆粒）。
聚磷菌釋放磷和吸磷過程如圖所示：
微生物除磷除磷工藝
除磷工藝有如下幾種：Bardenpho生物除磷工藝，Phoredox工藝，A/O及A/O，UCT工藝，VIP工藝，及旁流除磷-Phostrip工藝、間歇式活性污泥法（SBR）等。
運行條件
以上各種工藝各有優、缺點，可根據水質選用。它們既能除磷又能脫氮，都是用厭氧、缺氧和好氧的方法加以排列組合。但它們的工作主體-除磷細菌、硝化細菌及反硝化細菌的生理特性不同，除磷細菌和反硝化細菌兩者為爭奪碳源而存在競爭。因此，要分別創造一個適合它們各自生理需要的生態環境。故設計了以上多種工藝流程。即使同樣是A/O和A/O工藝，其排列組合和運行條件也有所不同。
為達到良好的除磷效果，要求NO、NO極低，DO在0.2 mg/L以下，氧化還原電位低於150 mv，溫度30℃左右，pH在7～8。
在一種污（廢）水中同時除磷和脫氮，就要合理調整泥齡和水力停留時間，兼顧除磷菌、硝化細菌和反硝化細菌的生理要求，使它們和諧地生長繁殖，達到同時除磷、脫氮的目的。若只需除磷不需脫氮則只用化學法加藥劑除磷即可。
