生物除磷过程中所包含的细菌都具有复杂的生理特性，其中，多聚物，如聚磷酸盐;碳水化合物，如糖元质物质和聚-β羟基链烷脂酸( poly-hydro-alkanoates，PHA)的存在形式及降解对生物除磷起了重要作用。
在上文提到，不动杆菌是生物除磷过程中最重要的、代表性的菌种。然而，现今研究发现，不动杆菌并不是惟一的菌种。在纯培养条件下的不动杆菌，在厌氧条件不进行释磷和吸收有机底物，而只是在好氧条件下以聚磷酸盐的形式贮存磷。
随着我们认识的不断加深，发现存在许多种细菌能够大量地吸收磷。主要分为两类:
(1)聚磷微生物(Poly-Porganisms):这种菌能够以聚磷酸盐的形式贮存磷以满足生长需要，如不动杆菌和放线菌属(Microthrix parvicella);
(2)聚磷菌(Phosphateaccumulating organisms,PAO):这种微生物在厌氧条件下贮存有机物，而在缺氧或好氧条件下贮存聚磷酸盐，这种菌才是真正的除磷菌。
这两种菌因为都贮存了聚磷酸盐，所以能在厌氧条件下生存。但由于聚磷菌可从聚磷酸盐处获得能量吸收有机底物VFA,所以新的聚磷菌能够在厌氧段进行生长，从而使其在与其他菌种，包括聚磷微生物的竞争中处于优势。
除磷污泥及镜检
活性污泥中的聚磷菌很容易通过微生物镜检的方法识别。以颗粒状的形式贮存于细胞内的磷酸盐通过染色后即可现。在显微镜下，聚磷酸盐呈深蓝或黑色。
FISH分析方法的发展
FISH (Fluorescent In Situ Hybridisation)分析方法是通过某一细菌(在这里为聚磷菌)的核糖核酸RNA(ribonucleic acid)物质中标记的荧光分子，对细菌进行检测与检验的方法。采用荧光显微镜，在一定的波长下，活性污泥中标记的聚磷菌就可见了。采用这种方法能够直接、快速、准确地检测活性污泥中的聚磷菌，进而计算生物除磷工艺中实际潜在的去除能力。
应用FISH方法对聚磷菌进行分析尚处于发展阶段，而采用 FISH技术探查丝状菌以防止污泥膨胀的发生已经得到较大发展，并成功应用于实际。
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