一种投加四氧化三铁磁性纳米颗粒强化污泥颗粒化的方法，该方法包括以下步骤：（1）在AGSBR反应器中接种二沉池回流污泥；（2）常温下运行AGSBR反应器，每个运行周期包括进水、厌氧搅拌、曝气、沉淀、排水和闲置；（3）在厌氧搅拌阶段投加四氧化三铁磁性纳米颗粒；（4）当颗粒污泥初步形成时停止调整沉降时间；（5）定期对污泥进行镜检。该系统包括进液管、AGSBR反应器、曝气单元、加药单元、出液管和控制单元，进液管和出液管分别与AGSBR反应器的进液口和排液口连接，曝气单元的微孔曝气头设置在AGSBR反应器内。本发明以市政污水为底物，通过投加四氧化三铁磁性纳米颗粒，使其作为颗粒形成的诱导晶核，成功缩短好氧颗粒污泥的形成时间。