同普通的絮狀活性污泥相比，顆粒污泥具有一些突出的優點。比如顆粒污泥具有相對規則的外形，密度大，強度高，結構較為穩定，尤其是沉淀性能較為突出。這些優點使得采用顆粒污泥的反應器可以保有較高的生物量，因而能夠承受較高濃度的污染物和有毒物質的沖擊，同時能夠使得水處理構筑物具有緊湊的結，較小的體積和占地面積。表1是普通絮狀活性污泥和顆粒污泥的性質比較。從表中可以看出，顆粒污泥的這些優點使得采用顆粒污泥的反應器的有機負荷要比普通的絮狀活性污泥法高很多。

普通絮狀活性污泥和顆粒污泥的性質比較           表1
項      目 普通絮狀 顆粒污泥
粒徑（絮體尺寸）（μm） ＜100 100～5000
濕密度（kg/m³） 1002～1006 1010～1080
沉淀速度（cm/s） 0.17～0.42 0.37～6.60
工藝有機負荷[kgCOD/( m³.d)] 0.5～2.5 5～70

顆粒污泥根據形成及應用條件的不同可以分為厭氧顆粒污泥和好氧顆粒污泥兩大類。厭氧顆粒污泥的形成是高效厭氧反應器成功啟動的關鍵。人們最初在UASB中對厭氧顆粒污泥進行了大量的研究，UASB也在大量的污水處理工程中得到了廣泛應用。UASB具有較高的運行穩定性和污染物去除效果，其改進和變形和變形形式，如厭氧污泥膨脹床和循環反應器等也被廣泛用于市政和工藝廢水的處理，尤其是高濃度的有機廢水。對于污水生物處理系統而言，沒有一種微生物可以單獨降解進水中所有的污染物，污染物的降解過程是多種微生物協同作用的結果，因此厭氧顆粒污泥在工業廢水處理過程中具有很多優勢，同時顆粒污泥內的微生物間的距離較小，協同作用較強。通常，在厭氧反應器中，顆粒污泥可維持在較高的濃度，使得系統有較高的濃度，使得系統有較高的容積負荷，反應器的容積較普通懸浮活性污泥工藝要小很多。但是，厭氧顆粒污泥技術也存在一些固有的缺點。對于厭氧顆粒污泥來講，由于其生長十分緩慢，因此厭氧反應器的啟動時間通常很長，而且厭氧系統的運行操作溫度極其穩定性要求高等，這些缺點也限制了其更大規模的應用。
好氧顆粒污泥技術，作為一種嶄新的污水生物處理技術，也引起了污水生物處理領域研究人員的極大關注。從理論角度考慮，如果在活性系統中實現污泥的顆粒化，形成好氧顆粒污泥，則可集中絮體活性和厭氧顆粒污泥的優點，并且能夠避免兩者由于機構所造成的缺陷，是一種較為理想的廢水生物處理形式。經過十多年的發展，好氧顆粒污泥技術的應用領域也在不斷擴展，已不再局限于污水好氧處理，如苯酚、甲苯、嘧啶和印染廢水中的顏料等；脫氮；除磷；脫硫；放射性廢水及重金屬吸附處理等。但是對于好氧顆粒污泥技術來講，由于出水的懸浮物濃度較高，而且運行過程中需要維持較高的曝氣強度，消耗大量的能耗，因而也限制了更大規模的應用。