活性污泥是活性污泥處理系統在運行過程中出現的異常情況之一，其表觀現象是活性污泥絮凝體的結構與正常絮凝體相比要松散一些，體積膨脹，含水率上升，不利于污泥底物對污水中營養物質的吸收降解，并且影響后續工序的沉淀效果。
一般從以下三個方面定義污泥膨脹：沉降性能差，區域沉降速度小；污泥松散，不密實，污泥指數較大；由絲狀菌引起的污泥膨脹中，絲狀菌總長度大于1×104m/g。

1、一般測定指標

污泥沉降比（30分鐘靜沉率）：取活性污泥反應器中的混合液靜置30 min后所形成的沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分比。正常的活性污泥靜置沉淀30min后，一般可接近其最大密度，反映出二沉池中活性污泥的濃縮情況。

污泥容積指數：曝氣池出口處的混合液，在經過30 min靜沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容積。可表示活性污泥中菌膠團結合水率的高低。

污泥成層沉降速度：混合液靜置一段時間后，形成清晰的泥水分界線，此后進入成層沉淀階段，分界線勻速下降的速度即為污泥成層沉降速度。

絲狀菌長度：活性污泥單位體積內絲狀菌的長度，該指標用來表示絲狀菌含量。

2、污泥膨脹類型

污泥膨脹分絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹兩類。其中90%是由絲狀菌引起的，只有10%左右是由非絲狀菌引起的。活性污泥系統中的生物處于動態平衡之中，理想的絮凝體沉淀性能好，絲狀菌和菌膠團細菌之間相互競爭，相互依存，絮體中存在的絲狀菌有利于保護絮體已經形成的結構并能增加其強度。但是在污泥膨脹誘因的誘發下，絲狀菌在和菌膠團的競爭中占優，大量的絲狀菌伸出絮凝體，破壞其穩定性。

3、 污泥膨脹的原因

3.1 絲狀菌污泥膨脹的原因
3.1.1 進水水質
（1）原水中營養物質含量不足。活性污泥法處理污（廢）水的過程，就是污泥中的微生物種群不斷地吸收、利用水中污染物，在自身增殖的同時，將污染物加以降解的過程。隨反應的進行需要多種營養物質保證其正常的新陳代謝活動，并維持生物的動態平衡和活動。若微生物的食物不足，會使低營養型微生物絲硫細菌、貝氏硫細菌過度繁殖，在與菌膠團細菌的競爭中占優。
（2）原水中碳水化合物和可溶性物質含量高。絲狀菌與其它菌種相比有其自身的一些特點，它對高分子物質的水解能力弱，較難吸收不溶性物質。所以，當廢水中含有較多量的可溶性有機物時，有利于底物中絲狀菌的繁殖。此外，廢水中含過多量的糖類碳水化合物時，諸如球衣菌屬的絲狀菌能直接將葡萄糖、乳糖等糖類物質作為能源加以吸收利用，同時分泌出高粘性物質覆蓋在菌膠團細菌表面，從而大大提高了污泥的水結合率。
（3）硫化物含量高。正常的活性污泥中硫代謝絲狀菌含量不多，若污水中硫化物含量偏高（這種情況多存在于工業廢水中），容易引起諸如硫化菌、021N型菌、貝氏硫化菌等硫代謝絲狀菌的過量增殖，致使引發污泥膨脹。
（4）進水波動。進水波動是指進入活性污泥反應器的原水在流量以及有機物濃度、種類方面的改變。如果曝氣池中有機物濃度突然增加，就會因微生物呼吸迅速致使溶解氧含量降低，此時絲狀菌在爭奪氧中占優，大量繁殖，引起污泥膨脹。
3.1.2 反應器環境
（1）溫度。反應器底物中每種細菌都有自己的最適宜生長溫度，在最適宜生長溫度下，其繁殖旺盛，競爭力強。如果溫度較低，污水中微生物代謝速度較慢，會積貯起大量高粘性的多糖類物質，使活性污泥的表面附著水大大增加，SVI值增高，從而可能會引起污泥膨脹。溫度對絲狀菌的影響也是很普遍的，絲狀菌膨脹對溫度具有敏感性，在其它條件等同的情況下，10℃時產生嚴重的污泥膨脹現象；將反應器溫度提高到22℃，不再產生污泥膨脹。這也是大多數活性污泥在冬季時會產生污泥膨脹或者污泥膨脹更加嚴重的原因之一。
（2）溶解氧。溶解氧作為構成活性污泥混合液三要素（氣、水、泥）之一，是許多生物降解反應的必要條件。菌膠團細菌和浮游球衣菌等絲狀菌對溶解氧需要量差別比較大，菌膠團細菌是好氧菌，而絕大多數絲狀菌是適應性強的微好氧菌。因此，若溶解氧含量不足，菌膠團菌的生長受到抑制，而絲狀菌仍能正常利用有機物，在競爭中占優。
（3）pH值。pH值較低，會導致絲狀真菌的繁殖而引起污泥膨脹。活性污泥微生物最適宜的pH值范圍是6.5~8.5；pH值低于6.5時利于真菌生長繁殖；pH值低至4.5時，真菌將完全占優，活性污泥絮體遭到破壞，所處理的水質惡化。
（4）BOD－污泥負荷。BOD污泥負荷是設計活性污泥反應池和控制其運行的重要指標。

3.2 非絲狀菌污泥膨脹的原因

3.2.1 進水中含有毒物質

由于進水中含有較多的有毒物質，導致細菌中毒不能分泌出足夠的粘性物質，難以形成絮體，或即使形成絮體，但結構松散，沉降性能不好。

3.2.2 營養物質缺乏或不平衡

進水中營養物質缺乏或不平衡，除引發絲狀菌膨脹外，還會導致非絲狀菌污泥膨脹。由于進水中含有大量的溶解性有機物，使污泥負荷太高，而進水中又缺乏足夠的 N、P或溶解氧不足，細菌很快把大量有機物吸入體內，又不能及時代謝分解，向外分泌過多的糖類物質，這類物質中所含的羥基具有很強的親水性，可以使活性污泥結合水率高達400%，呈粘性的凝膠狀。

4、引起污泥膨脹解決辦法

4.1 絲狀菌引起污泥膨脹的控制方法

4.1.1 投加氧化劑

（1）投加Cl2或漂白粉。控制污泥膨脹采用的傳統氧化劑是Cl2。Jenkins等人的研究表明，具有氧化能力的Cl2、HOCl和次氯酸根滲入細胞后，能破壞菌體內的酶系統，導致細胞死亡。絕大程度上說的絲狀菌都可通過加氯氣加以控制。一般投加在回流污泥中，加氯點的 Cl2、濃度應控制在小于35 mg/L，加氯量最適宜控制在10~20 mg/L·d，投加量過大反而會殺死菌膠團菌，造成絮體解體。當SVI值逐漸降低、膨脹不斷緩解時，應逐漸減少投藥量。
（2）投加H2O2。雙氧水在控制污泥絲狀菌膨脹中的應用也相當廣泛。Keller等人的研究發現，控制絲狀菌的最少投量是0.1 g/kg·d（H2O2/MLSS）時，將會破壞脫磷作用，投加一段時間后（大概10天）脫磷作用會慢慢恢復。H2O2的毒性對脫氮作用只有少量的影響，在檢測中沒有發現氨、氮和硝酸鹽氮有明顯變化。
（3）投加O3。投加臭氧也可以控制絲狀菌引起的污泥膨脹，臭氧還能有效地改善硝化作用和提高難降解有機物的去除率，臭氧的投加量在4 g/kg·d（H2O2/MLSS）左右，一般投加在好氧區。

4.1.2 投加凝聚劑

投加合成的有機聚合物、鐵鹽、鋁鹽等混凝劑均可以通過其凝聚作用來提高污泥的壓密性增加污泥的比重；投加高嶺土、碳酸鈣、氫氧化鈣等也可以通過提高污泥的壓密性來改善污泥的沉降性能。實踐證明，不設初沉池的污水廠，其SVI值都比較低，所以設有初沉池的污水廠發生污泥膨脹時，將部分污水直接送到曝氣池也是一種控制污泥膨脹的方法。

當污泥膨脹發生時，采用上述方法能較快地降低SVI值，但是沒有從根本上控制住絲狀菌的繁殖。一旦停止加藥，污泥膨脹可能又會出現。加藥改變了微生物的生長環境，無疑會對污水處理廠的穩定運行產生負面影響，因此只能作為臨時應急只用。

4.1.3 改善環境法

通過對污泥膨脹機理不斷深入的研究和對絲狀菌作用的進一步了解，對于污泥膨脹的控制方法也隨之由簡單的投藥等方法發展到應用生態學的原理調節處理工藝運行條件及反應器環境條件，通過協調菌膠團菌微生物與絲狀菌共生關系，從根本上消除污泥的絲狀菌膨脹問題。

4.1.4 回流污泥再生法

此法主要應用在脫氮除磷工藝中，將二沉池排出的回流污泥排入一單獨設置的曝氣池內進行曝氣，將微生物體內貯存物質氧化，從而使菌膠團細菌具有最大吸附和貯存能力，使污泥得到充分再生并恢復活性，所以可以在與絲狀菌的競爭中獲得優勢，抑制絲狀菌的過量繁殖。

4.2 非絲狀菌引起污泥膨脹的控制方法

非絲狀菌膨脹又稱高粘度膨脹，在國內的研究報道很少。營養物缺乏是導致污泥膨脹的一個重要因素。有人研究表明投加充足的氮源和磷源，并適當提高污泥負荷可以控制污泥膨脹的發生。如果是由痕量金屬的缺乏造成的，可以通過補充污水中的痕量金屬的量來消除污泥膨脹。此外，投加酶也可以控制污泥膨脹的發生。