生物法除磷是利用微生物在好氧条件下对废水中的溶解性磷酸盐过量吸收，然后以剩余污泥的形式排出系统，达到除磷的目的。在这个过程中起作用的微生物称为聚磷微生物（Phosphate accumulating organisms），又称聚磷菌。聚磷菌不是指某个菌种，它是一大类菌种的统称，包含不动杆菌属、气单胞菌属、棒杆菌属、微丝菌等，具有厌氧释磷，好氧超量吸磷的特性。那么，该如何从能量流的角度解释聚磷菌的除磷机理以及影响该过程的因素的呢？

    在有氧条件下，聚磷菌以污水中的有机物作为能量供体（也可称作电子供体），以氧气作为能量受体（也可称作电子受体），该能流可记作为“有机物（能量供体）→聚磷菌（能量传递介体）→氧气（能量受体）”。初始阶段，污水中有机物和氧气充足，对聚磷菌的能量传递能力的需求较高，有机物和氧气对能量传递能力的需求与初期聚磷菌的能量传递能力难以满足该需求之间的矛盾驱动聚磷菌不得不提升其能量传递能力。微生物提升能量传递能力的途径主要有两种：一是提高单个个体的代谢能力；二是增加种群数量。随着聚磷菌能量传递能力的提升，由聚磷菌介导的能流越来越大。我们知道，以葡萄糖作为能量供体的细胞，如人体细胞，当处于葡萄糖含量充足的环境中时，细胞在介导葡萄糖中的能量释放和传递的同时，还会将一部分葡萄糖转化为脂肪，将能量储存起来，以备环境中葡萄糖含量匮乏时所需。个人推测，聚磷对于聚磷菌就像脂肪对于我们人体细胞，当介导的能流相对比较大时，聚磷菌会将一部分能量以聚磷酸高能键的形式储存于聚磷中。因而个人认为，利用聚磷储能是聚磷菌在维持和延续能量传递能力方面进化过程中的产物。

    在缺乏能量受体的状态下，聚磷菌难以将有机物彻底氧化，就像酵母的无氧呼吸，葡萄糖只能被氧化为乙醇一样，聚磷菌只能将有机酸转化为PHB（聚ꞵ-羟基丁酸）。也就是说，如果环境中存在聚磷菌可以利用的能量受体，那么，PHB会被进一步氧化，这也解释了为什么在厌氧状态下，PHB会在聚磷菌胞内积累，而在有氧状态下则被进一步裂解这一现象（《环境工程概论》第四版，朱蓓莉等编著）。

    除了积累PHB之外，聚磷菌在厌氧状态下还会将胞内的聚磷裂解为单质磷并释放于环境中。这可能是因为在厌氧状态小，聚磷菌介导的能流不畅通，致使其难以直接从所介导的能流中获取维持自身能量传递能力的能量。此时便衍生出了另外一对矛盾，即聚磷菌维持其能量传递能力所需的能量与其难以从所介导的能流中获取这些能量之间的矛盾。为了缓解这一矛盾，聚磷菌进化出了这种通过聚磷的合成与裂解来调节能量供需的途径。

    在厌氧状态下，如果聚磷菌存在其它种类的能量受体，如硝酸盐类，那便意味着PHB还可以进一步氧化。然而，与氧气作为能量受体时相比较，能量供体与硝酸盐类能量受体之间的能势差更低，此时，在具有同等能量传递能力的聚磷菌状态下，以硝酸盐类物质作为能量受体时的能流要比以氧气作为能量受体时的能流更小，聚磷菌从中摄取的能量也就越小，进而在胞内生成的聚磷量越少。这也解释了为什么进入生物除磷系统厌氧区的硝态氮会降低聚磷菌的除磷能力，以及为什么在生物除磷工艺中硝酸盐的去除是除磷的先决条件。

    除此之外，影响聚磷菌能量传递能力的其它因素，如温度，pH值等，也都会影响聚磷菌的除磷能力。