簡單來說，污水生物除磷的原理就是人為創造生物超量除磷過程，實現可控的除磷效果。整個過程必須通過創造厭氧環節利用厭氧微生物的作用來實現生物除磷過程。

1）厭氧條件下釋磷

在沒有溶解氧或硝態氮存在的條件下，兼性細菌通過發酵作用將可溶性BOD5轉化為低分子揮發性有機酸VFA。聚磷菌吸收這些發酵產物或來自原污水的VFA，并將其運送到細胞內，同化成胞內碳能源儲存物質PHB，所需的能力來源于聚磷的水解以及細胞內糖的酵解，并導致磷酸鹽的釋放。

2）好氧條件下攝磷

好氧條件下，聚磷菌的活力得到恢復，并以聚磷的形式存儲超過生長所需的磷量，通過PHB的氧化代謝產生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能鍵的形式捕集存儲，磷酸鹽從水中被去除。

3）富磷污泥的排放

產生的富磷污泥通過剩余污泥的形式排放，從而將磷去除。從能量角度來看，聚磷菌在無氧條件下釋放磷獲取能量以吸收廢水中溶解性有機物，在好氧狀態下降解吸收溶解性有機物獲取能量以吸收磷。

除磷的關鍵是厭氧區的設置，可以說厭氧區是聚磷菌的生物選擇器。

聚磷菌能在短暫的厭氧條件下，由于非聚磷菌吸收低分子基質并快速同化和儲存這些發酵產物，即厭氧區為聚磷菌提供了競爭優勢。

這樣一來，能吸收大量磷的聚磷菌就能在處理系統中得到選擇性增殖，并可通過排除高含磷量的剩余污泥達到除磷的目的。這種選擇性增殖的另一好處是抑制了絲狀菌的增殖，避免了產生沉淀性能較差的污泥的可能，因此厭氧/好氧生物除磷工藝可以很好緩解污泥膨脹的問題。

1）溶解氧

首先必須在厭氧區嚴控制的厭氧環境，這直接關系到聚磷菌的生長狀況、釋磷能力及利用有機基質合成PHB的能力。其次是必須在好氧區供給足夠的溶解氧，以滿足聚磷菌對儲存的PHB進行降解，釋放足夠的能量供其過量攝磷。一般厭氧段的DO要嚴格控制在0.2mg/L以下（永續環境HJDL工藝DO可以精確控制在0.1mg/L）。

2）厭氧區硝態氮

硝態氮包括硝酸鹽和亞硝酸鹽，硝態氮的存在也會消耗有機基質而抑制聚磷菌對磷的釋放，從而影響好氧條件下聚磷菌對磷的吸收。另外，硝態氮的存在會被部分聚磷菌作為電子受體進行反硝化，從未影響其以發酵產物作為電子受體進行發酵產酸、抑制聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。

3）溫度

一般來說，在10~30℃范圍內，都可以收到較好的除磷效果。而傳統工藝的****溫度一般為15~35°C，永續環境HJDL工藝利用從自然界篩選的多種抗逆性極強的復合微生物菌，其耐溫、耐鹽和數量的優勢使生化系統增效的有力保障，能適應8~55℃的極端條件，遠超傳統工藝的****運行溫度。

4）pH值

pH值在6~8范圍內，磷的釋放比較穩定。

5）BOD負荷和有機物性質

一般認為，進水中的BOD5/TP要大于15，才能保證聚磷菌有足夠的基質，從而獲得理想的除磷效果。為此，可以采用部分進水和跨越初沉池的方法，獲得除磷所需的BOD5量。

6）泥齡

一般以除磷為目的的生物處理系統的泥齡控制在3.5~7d。