活性污泥是活性污泥處理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況之一，其表觀現(xiàn)象是活性污泥絮凝體的結(jié)構(gòu)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(duì)污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收降解，并且影響后續(xù)工序的沉淀效果。
一般從以下三個(gè)方面定義污泥膨脹：沉降性能差，區(qū)域沉降速度小；污泥松散，不密實(shí)，污泥指數(shù)較大；由絲狀菌引起的污泥膨脹中，絲狀菌總長(zhǎng)度大于1×104m/g。

1、一般測(cè)定指標(biāo)

污泥沉降比（30分鐘靜沉率）：取活性污泥反應(yīng)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(shù)：曝氣池出口處的混合液，在經(jīng)過(guò)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(tuán)結(jié)合水率的高低。

污泥成層沉降速度：混合液靜置一段時(shí)間后，形成清晰的泥水分界線，此后進(jìn)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(zhǎng)度：活性污泥單位體積內(nèi)絲狀菌的長(zhǎng)度，該指標(biāo)用來(lái)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(tǒng)中的生物處于動(dòng)態(tài)平衡之中，理想的絮凝體沉淀性能好，絲狀菌和菌膠團(tuán)細(xì)菌之間相互競(jìng)爭(zhēng)，相互依存，絮體中存在的絲狀菌有利于保護(hù)絮體已經(jīng)形成的結(jié)構(gòu)并能增加其強(qiáng)度。但是在污泥膨脹誘因的誘發(fā)下，絲狀菌在和菌膠團(tuán)的競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)，大量的絲狀菌伸出絮凝體，破壞其穩(wěn)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(jìn)水水質(zhì)
（1）原水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量不足。活性污泥法處理污（廢）水的過(guò)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(shí)，將污染物加以降解的過(guò)程。隨反應(yīng)的進(jìn)行需要多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保證其正常的新陳代謝活動(dòng)，并維持生物的動(dòng)態(tài)平衡和活動(dòng)。若微生物的食物不足，會(huì)使低營(yíng)養(yǎng)型微生物絲硫細(xì)菌、貝氏硫細(xì)菌過(guò)度繁殖，在與菌膠團(tuán)細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)。
（2）原水中碳水化合物和可溶性物質(zhì)含量高。絲狀菌與其它菌種相比有其自身的一些特點(diǎn)，它對(duì)高分子物質(zhì)的水解能力弱，較難吸收不溶性物質(zhì)。所以，當(dāng)廢水中含有較多量的可溶性有機(jī)物時(shí)，有利于底物中絲狀菌的繁殖。此外，廢水中含過(guò)多量的糖類碳水化合物時(shí)，諸如球衣菌屬的絲狀菌能直接將葡萄糖、乳糖等糖類物質(zhì)作為能源加以吸收利用，同時(shí)分泌出高粘性物質(zhì)覆蓋在菌膠團(tuán)細(xì)菌表面，從而大大提高了污泥的水結(jié)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(yè)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(guò)量增殖，致使引發(fā)污泥膨脹。
（4）進(jìn)水波動(dòng)。進(jìn)水波動(dòng)是指進(jìn)入活性污泥反應(yīng)器的原水在流量以及有機(jī)物濃度、種類方面的改變。如果曝氣池中有機(jī)物濃度突然增加，就會(huì)因微生物呼吸迅速致使溶解氧含量降低，此時(shí)絲狀菌在爭(zhēng)奪氧中占優(yōu)，大量繁殖，引起污泥膨脹。
3.1.2 反應(yīng)器環(huán)境
（1）溫度。反應(yīng)器底物中每種細(xì)菌都有自己的最適宜生長(zhǎng)溫度，在最適宜生長(zhǎng)溫度下，其繁殖旺盛，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。如果溫度較低，污水中微生物代謝速度較慢，會(huì)積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附著水大大增加，SVI值增高，從而可能會(huì)引起污泥膨脹。溫度對(duì)絲狀菌的影響也是很普遍的，絲狀菌膨脹對(duì)溫度具有敏感性，在其它條件等同的情況下，10℃時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的污泥膨脹現(xiàn)象；將反應(yīng)器溫度提高到22℃，不再產(chǎn)生污泥膨脹。這也是大多數(shù)活性污泥在冬季時(shí)會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹或者污泥膨脹更加嚴(yán)重的原因之一。
（2）溶解氧。溶解氧作為構(gòu)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(yīng)的必要條件。菌膠團(tuán)細(xì)菌和浮游球衣菌等絲狀菌對(duì)溶解氧需要量差別比較大，菌膠團(tuán)細(xì)菌是好氧菌，而絕大多數(shù)絲狀菌是適應(yīng)性強(qiáng)的微好氧菌。因此，若溶解氧含量不足，菌膠團(tuán)菌的生長(zhǎng)受到抑制，而絲狀菌仍能正常利用有機(jī)物，在競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)。
（3）pH值。pH值較低，會(huì)導(dǎo)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(shí)利于真菌生長(zhǎng)繁殖；pH值低至4.5時(shí)，真菌將完全占優(yōu)，活性污泥絮體遭到破壞，所處理的水質(zhì)惡化。
（4）BOD－污泥負(fù)荷。BOD污泥負(fù)荷是設(shè)計(jì)活性污泥反應(yīng)池和控制其運(yùn)行的重要指標(biāo)。

3.2 非絲狀菌污泥膨脹的原因

3.2.1 進(jìn)水中含有毒物質(zhì)

由于進(jìn)水中含有較多的有毒物質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)菌中毒不能分泌出足夠的粘性物質(zhì)，難以形成絮體，或即使形成絮體，但結(jié)構(gòu)松散，沉降性能不好。

3.2.2 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏或不平衡

進(jìn)水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏或不平衡，除引發(fā)絲狀菌膨脹外，還會(huì)導(dǎo)致非絲狀菌污泥膨脹。由于進(jìn)水中含有大量的溶解性有機(jī)物，使污泥負(fù)荷太高，而進(jìn)水中又缺乏足夠的 N、P或溶解氧不足，細(xì)菌很快把大量有機(jī)物吸入體內(nèi)，又不能及時(shí)代謝分解，向外分泌過(guò)多的糖類物質(zhì)，這類物質(zhì)中所含的羥基具有很強(qiáng)的親水性，可以使活性污泥結(jié)合水率高達(dá)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(tǒng)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(xì)胞后，能破壞菌體內(nèi)的酶系統(tǒng)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。絕大程度上說(shuō)的絲狀菌都可通過(guò)加氯氣加以控制。一般投加在回流污泥中，加氯點(diǎn)的 Cl2、濃度應(yīng)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(guò)大反而會(huì)殺死菌膠團(tuán)菌，造成絮體解體。當(dāng)SVI值逐漸降低、膨脹不斷緩解時(shí)，應(yīng)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(yīng)用也相當(dāng)廣泛。Keller等人的研究發(fā)現(xiàn)，控制絲狀菌的最少投量是0.1 g/kg·d（H2O2/MLSS）時(shí)，將會(huì)破壞脫磷作用，投加一段時(shí)間后（大概10天）脫磷作用會(huì)慢慢恢復(fù)。H2O2的毒性對(duì)脫氮作用只有少量的影響，在檢測(cè)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)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(jī)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(qū)。

4.1.2 投加凝聚劑

投加合成的有機(jī)聚合物、鐵鹽、鋁鹽等混凝劑均可以通過(guò)其凝聚作用來(lái)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(guò)提高污泥的壓密性來(lái)改善污泥的沉降性能。實(shí)踐證明，不設(shè)初沉池的污水廠，其SVI值都比較低，所以設(shè)有初沉池的污水廠發(fā)生污泥膨脹時(shí)，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(dāng)污泥膨脹發(fā)生時(shí)，采用上述方法能較快地降低SVI值，但是沒(méi)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(huì)出現(xiàn)。加藥改變了微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，無(wú)疑會(huì)對(duì)污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響，因此只能作為臨時(shí)應(yīng)急只用。

4.1.3 改善環(huán)境法

通過(guò)對(duì)污泥膨脹機(jī)理不斷深入的研究和對(duì)絲狀菌作用的進(jìn)一步了解，對(duì)于污泥膨脹的控制方法也隨之由簡(jiǎn)單的投藥等方法發(fā)展到應(yīng)用生態(tài)學(xué)的原理調(diào)節(jié)處理工藝運(yùn)行條件及反應(yīng)器環(huán)境條件，通過(guò)協(xié)調(diào)菌膠團(tuán)菌微生物與絲狀菌共生關(guān)系，從根本上消除污泥的絲狀菌膨脹問(wèn)題。

4.1.4 回流污泥再生法

此法主要應(yīng)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(dú)設(shè)置的曝氣池內(nèi)進(jìn)行曝氣，將微生物體內(nèi)貯存物質(zhì)氧化，從而使菌膠團(tuán)細(xì)菌具有最大吸附和貯存能力，使污泥得到充分再生并恢復(fù)活性，所以可以在與絲狀菌的競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)，抑制絲狀菌的過(guò)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(guó)內(nèi)的研究報(bào)道很少。營(yíng)養(yǎng)物缺乏是導(dǎo)致污泥膨脹的一個(gè)重要因素。有人研究表明投加充足的氮源和磷源，并適當(dāng)提高污泥負(fù)荷可以控制污泥膨脹的發(fā)生。如果是由痕量金屬的缺乏造成的，可以通過(guò)補(bǔ)充污水中的痕量金屬的量來(lái)消除污泥膨脹。此外，投加酶也可以控制污泥膨脹的發(fā)生。