Loại bỏ P hòa tan có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Hiện nay, một số biện pháp có thể loại bỏ P được sử dụng là biện pháp hóa học và sinh học. Ba biện pháp được áp dụng như lắng tụ P bằng quá trình bổ sung các kim loại như muối natri hoặc kẽm, loại bỏ P bằng màng thấm lọc, tích tụ P trong tế bào vi sinh vật.
Quá trình loại bỏ P hòa tan bằng sinh học tùy thuộc vào hàm lượng P hòa tan và hiệu quả của quá trình tách bùn. Sinh khối có thể chứa một lượng P từ 1,5 đến 2,5% (w/w) trên chất rắn dễ bay hơi. Trong quá trình làm tăng cường sự loại bỏ P hòa tan, thì sinh khối có thể chứa từ 6 đến 8%, một lượng P vượt quá mức nhu cầu thiết yếu của tế bào. P tích lũy trong tế bào sẽ được loại bỏ bằng quá trình lắng tụ sinh học.
Quá trình loại bỏ P bằng con đường sinh học tùy thuộc vào sự tăng cường khả năng của vi sinh vật hấp thu lượng phosphate tự do trong môi trường vào tế bào. Do đó, quá trình này thường cho là quá trình làm tăng cường sự loại bỏ P sinh học (Enhanced biological phosphorus removal – EBPR). EBPR được ứng dụng trong hầu hết các hệ thống xử lý nước thải. Mặc dù EBPR cho thấy loại bỏ P hiệu quả, nhưng đôi lúc hoạt động này bị gián đoạn. Nhiều nghiên cứu trong 50 năm qua đã góp phần giải thích hiện tượng này. Tuy còn vài khía cạnh chưa được làm sáng tỏ, nhưng các nghiên cứu cũng đã mang lại nhiều sự hiểu biết quan trọng về con đường trao đổi chất và được áp dụng vào thực tiễn. Về mặt cơ bản, con đường trao đổi chất kỵ khí - hiếu khí và xác định vi sinh vật có vai trò cho EBPR là rất quan trọng. Về mặt thực tiễn, sự áp dụng đồng thời 2 quá trình: loại bỏ N và P với nồng độ oxy hòa tan thấp thì rất có ý nghĩa, sẽ làm giảm đáng kể chi phí xử lý. Phương pháp xử lý bằng sinh học có thể làm giảm nồng độ P trong nước xuống dưới 0,5 mg/l.
Trải qua nhiều năm nghiên cứu và áp dụng thực tế, các hệ thống xử lý nước thải đã ứng dụng các đặc tính sinh lý của một vài nhóm vi khuẩn để loại bỏ P hòa tan, các vi khuẩn này hấp thu lượng lớn phosphate hơn nhu cầu cần thiết cho quá trình trao đổi chất
và tồn trữ dạng poly-P nội bào. Nhóm vi sinh vật này được gọi là vi khuẩn tích lũy poly- P (poly-P accumulating organisms – PAOs) (Mino et al., 1998) hay còn được gọi với tên khác là Candidatusaccumulibacter hay Accumulibacter phosphatis (He et al., 2011 and McMahon, 2011).