生物除磷是利用聚磷菌 (PAO) 在厌氧条件下释放磷和在好氧条件下吸收磷的一种污水处理工艺。这种污水处理工艺能够使活性污泥在厌氧条件下释放污泥中积聚的磷，并在好氧条件下吸收污泥中的营养物质，从而将磷从污水中去除。

生物除磷的原理是，在厌氧条件下，聚磷菌将贮存在细胞质中的糖原进行发酵，产生挥发性脂肪酸 (VFA) 和醇类物质，并产生氢气和二氧化碳。这些物质为聚磷菌提供了能量，并驱动聚磷菌细胞将贮存在细胞质中的磷释放到水中。在好氧条件下，聚磷菌将贮存在细胞质中的脂肪酸和醇类物质进行氧化分解，将其转化为能量、细胞质和磷，其中细胞质被进一步分解为氮、碳、硫等营养物质，同时聚磷菌从污水中吸收这些营养物质，并将它们转化为细胞质和聚磷颗粒。

当硝化反应和脱氮反应都不进行时，为了给除磷微生物提供适当基质，进水中溶解性BOD5对溶解性P的比率应大于10:1。当需要进行脱氮反应时，进水COD对TKN之比必须大于12。剩余污泥中含磷量在5%至7%。当污水处理厂出水中的悬浮物含量为10-30mg/L时，出水中含磷总量降为0.5-2mg/L。最佳条件下，出水中溶解性磷可降低至0.1mg/L。生物除磷与加小剂量Al盐或Fe使磷共沉淀相结合，可使出水中含P浓度很低。

在实际应用中，生物除磷技术被广泛应用于处理生活污水和工业废水。生物除磷技术具有投资成本低、运行费用低、无需添加化学药剂等优点，因此在污水处理领域得到了广泛应用。