در سال‌های اخیر، فرآیند فتوگرانول اکسیژنی (OPG) به دلیل پتانسیل آن برای تصفیه فاضلاب بدون هوادهی اضافی، توجه فزاینده‌ای به دست آورده است. فتوگرانول‌های اکسیژنی (OPGs) دانه‌های کروی متراکم هستند که از میکروارگانیسم‌های فوتوتروف و غیرفتوتروف تشکیل شده‌اند. در راکتورهای تصفیه فاضلاب OPG، فتوگرانول ها از نظر تعداد و همچنین اندازه رشد می کنند. هدف اصلی این پایان نامه بررسی چگونگی رشد OPG ها در اندازه و چگونگی تأثیر رشد بر ساختار و عملکرد آنها بود. ما دریافتیم که OPG ها با بزرگتر شدن اندازه، دچار تغییرات ساختاری می شوند. همانطور که OPG ها بزرگتر می شوند، سیانوباکتری های رشته ای غنی می شوند در حالی که سایر میکروب های فوتوتروف به میزان قابل توجهی کاهش می یابند. OPG هایی با قطر بزرگتر از 3 میلی متر ساختار لایه ای ایجاد کردند که در آن یک لایه سیانوباکتری رشته ای متحدالمرکز، توده های غیر سیانوباکتری را در بر می گیرد. ما دریافتیم که توانایی فتوگرانول‌ها برای تولید اکسیژن، عنصر کلیدی در تصفیه فاضلاب OPG، وابسته به اندازه است. نتایج همچنین نشان می‌دهد که در دسترس بودن آهن به شدت بر رشد و تجمع سیانوباکتری‌های رشته‌ای و در نتیجه رشد اندازه فتوگرانول‌ها در بیوراکتورها تأثیر می‌گذارد. انتخاب سیانوباکتری های رشته ای در طول تکامل اندازه OPG ها با توانایی آنها در استفاده از EPS و همچنین آهن محدود شده با EPS برای رشدشان مرتبط بود. ما مشاهده کردیم که تجمع سیانوباکتری‌های رشته‌ای به دلیل محدود شدن EPS و آهن با EPS محدود شد. بخش پایانی این پایان نامه به نقش نیروی برشی در گرانولاسیون نوری پرداخته است. ما دریافتیم که اندازه OPG ها در راکتورها با برش هیدرودینامیکی رابطه معکوس دارد. در مقایسه با OPG های توسعه یافته در تنش برشی بالا، OPG های تولید شده در تنش های برشی هیدرودینامیکی کم و متوسط از نظر اندازه بزرگتر، کروی تر و کم موتر بودند. تغییرات در توزیع اندازه ذرات زیست توده OPG در راکتورها به دلیل شرایط برشی منجر به تفاوت های قابل توجهی در حذف مواد آلی و نیتروژن شد. به طور کلی، انتظار می‌رود که این یافته‌های تحقیق دانش بنیادی در مورد پدیده فتوگرانولاسیون را افزایش دهد. علاوه بر این، مهندسی سیستم OPG بر اساس درک بهتر از رشد و عملکرد فتوگرانول‌ها انتظار می‌رود که توسعه یک فناوری دانه‌بندی جدید را که پتانسیل تصفیه فاضلاب بدون هوادهی پر انرژی را دارد، پیش ببرد.