生物除磷是利用聚磷菌一类的微生物，能够从外部环境中摄取超过其生理需要的P，并将磷以聚合物的形态存储在菌体内，形成富磷污泥排除系统外，达到废水中除磷的效果。

在传统的活性污泥法中增加缺氧池就可以同步去除COD和P。在缺氧/好氧脱氮系统、厌氧/好氧除磷系统的基础上，将两个系统结合，生成厌氧-缺氧-好氧系统，简称A2O系统，达到同时去除COD、氨氮和磷的目的。采用推流式活性污泥系统，在厌氧池回流的好氧微生物因缺氧释放出磷酸盐，同时COD得到一定程度的去除。缺氧池虽不供氧，但有好氧池混合液回流，供给NO3-N作电子受体，以进行反硝化脱氮。在最后的好氧池中，好氧微生物进行硝化和去除COD的同时，还能大量吸收溶解性磷酸盐，并将其转化为不溶性多聚正磷酸盐而在菌体内储存起来，通过沉淀池排放剩余的污泥，以达到除磷的目的。

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