호기성 입상슬러지(Aerobic Granular Sludge, AGS)는 우수한 침강성, 높은 미생물 농도 유지, 다양한 오염물질의 동시 제거 능력으로 활성슬러지 공정의 대안으로 주목받고 있다. 그러나 입상화 속도, 구조적 안정성, 탈질 성능 확보 등 산업적 적용에는 여전히 기술적 과제가 존재한다. 본 연구는 실험실 규모의 AGS-SBR(Sequencing Batch Reactor) 반응조를 이용하여 총 4단계에 걸쳐 Feast/Famine 비율, 초기 MLSS 농도(500~2,500 mg/L), 교반 조건, 기포 크기, 침전시간(5~20 분), 유입시간(5~40 분), 응집제 투입 등의 운전 인자를 변화시키며 AGS 형성과 탈질 성능 간의 상호작용을 분석하였다. 유입 COD 300 mg/L 조건에서 HRT 4 h, MLSS 2,500 mg/L가 AGS의 안정적 성장을 유도하였으며, 평균 입자 크기는 약 546 μm로 확인되었다. 과도한 Famine 조건에서는 슬러지 유실이 발생하였다. 응집제 주입은 짧은 침전시간 조건에서도 입상화 및 침강성 향상에 기여하였으나, 탈질 효율 개선에는 한계가 있었다. 특히 초기 MLSS가 500 mg/L일 때 호기 시작 후 충분한 양의 유기물이 잔존하여 NO3-N이 5 mg/L 이하로 유지되며 안정적인 동시 탈질이 가능하였다. 반면 MLSS 2,000 mg/L 조건에서는 유기물이 급속히 소모되어 탈질 반응이 제한되었다. 본 연구는 AGS의 물리적 형성만으로는 탈질 성능 확보가 어려우며, 호기 시작 시점의 유기물 가용성 확보가 핵심임을 시사한다. 단일 인자 최적화보다는 운전 인자 간의 통합적 관리가 AGS-SBR 공정의 성능 개선에 필수적이며, 향후 실제 하수 조건을 반영한 장기 실험이 필요하다.