Las aguas residuales industriales generalmente son difíciles de degradar por los métodos de tratamiento biológico convencionales, debido a que presentan compuestos inhibitorios y altamente tóxicos, por ejemplo, los clorofenoles. Se ha demostrado que los reactores discontinuos secuenciales son capaces de biodegradar compuestos inhibitorios. Se han buscado métodos para dar robustez al sistema discontinuo secuencial; entre ellos destaca la granulación aerobia. En este estudio se presenta la operación de un biorreactor discontinuo secuencial para la selección de microorganismos con capacidades para degradar 4-clorofenoly para formar gránulos aerobios. Se emplearon pruebas fisicoquímicas para evaluar la eficiencia del reactor y de biología molecular para analizar el cambio en la biodiversidad de la población a lo largo del proceso. Los resultados demuestran que se pueden obtener gránulos aerobios capaces de degradar 200mg/L de 4-clorofenol como única fuente de carbono. La aclimatación al 4-clorofenol se realizó mediante el proceso de tiempos de reacción variables y eficiencias fijas. Las elección de biomasa granular se obtuvo reduciendo el tiempo de sedimentación. Se alcanzó el 99% de eficiencia en la remoción del compuesto tóxico en menos de2 horas. La formación de gránulos aumento de manera significativa la velocidad de sedimentación a la vez que disminuyo el índice volumétrico de lodos, lo cual indica una mejora en las características de sedimentabilidad de la biomasa. Los parámetros de operación permanecieron estables durante la operación a largo plazo. Los resultados de biología molecular demuestran una pérdida de la biodiversidad del 66.6% entre el inóculo y los gránulos degradadores de 4-clorofenol.