活性污泥法的關鍵技術是活性污泥沉降性能的好壞，它直接影響了出水水質，而污泥膨脹是惡化處理水質的重要原因。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1×104 m/g。 非絲狀菌膨脹主要發生在廢水水溫較低而污泥負荷太高的時候，此時細菌吸附了大量有機物，來不及代謝，在胞外積貯大量高粘性的多糖物質，使得表面附著物大量增加，很難沉淀壓縮。而當氮嚴重缺乏時，也有可產生膨脹現象。因為若缺氮，微生物便于工作不能充分利用碳源合成細胞物質，過量的碳源將被轉化為多糖類胞外貯存物，這種貯存物是高度親水型化合物，易形成結合水，從而影響污泥的沉降性能，產生高粘性的污泥膨脹。非絲狀菌污泥膨脹發生時其生化處理效能仍較高，出水也還比較清澈，污泥鏡檢也看不到絲狀菌。非絲狀菌膨脹發生情況較少，且危害并不十分嚴重。 絲狀菌膨脹在日常實際工作中較為常見，成因也十分復雜。影響絲狀菌污泥膨脹的因素有很多，首先應該認識到的是活性污泥是一個混合培養系統，其中至少存在著30種可能引起污泥膨脹的絲狀菌。而絲狀菌在與活性膠團系統共生的關系中是不可缺少的一類重要微生物。它的存在對凈化污水起著很好的作用。它對保持污泥的絮體結構，保持生化處理的凈化效率，及在沉淀中起著對懸浮物的過濾作用等都有很重要的意義。事實也證明在絲狀菌與菌膠團細菌平衡時是不會產生污泥膨脹，只有當絲狀菌生長超過菌膠團細菌時，才會出現污泥膨脹現象。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。1、應急措施
臨時應急主要方法是投加藥物增強污泥沉降性能或是直接殺死絲狀菌。投加鐵鹽鋁鹽等混凝劑可以直接提高污泥的壓密性保證沉淀出水。另外，投加一些化學藥劑，如氯氣，加在回流污泥中也可以達到消除污泥膨脹現象。投加過氧化氫和臭氧也可以起到破壞絲狀菌的效果。
采用這種方法一般能較快降低SVI值，但這些方法并沒有從根本上控制絲狀菌的繁殖，一旦停止加藥，污泥膨脹現象可以又會卷土重來。而且投藥有可能破壞生化系統的微生物生長環境，導致處理效果降低，所以，這種辦法只能做為臨時應急時用。 應急措施主要包括如下幾種：
（1）投加Cl2或漂白粉 控制污泥膨脹采用的傳統氧化劑是Cl2。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。 雙氧水在控制污泥絲狀菌膨脹中的應用也相當廣泛。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。 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4g/kg·d（H2O2/MLSS）左右，一般投加在好氧區。 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。2、改善生化環境
污水廠發生污泥膨脹的時候，一般無法從工藝流程、池型和曝氣方式的改變來解決，只能在正在運行的流程基礎上通過改變生化池內的微生物生長環境來抑制或消除絲狀菌的過度繁殖。在不同的工藝和水質的情況下，很難有一個放之四海而皆準的解決方案。但生化工藝常遇見的幾種應該注意的問題必須加以注意。
3、污水性質的控制
首先應該檢查和調整pH值，當pH值低于5以下時，不僅對污泥膨脹會有利，而且對正常的生化反應也會有一定的危害，所以當pH值偏低時應及時調整。另外在北方寒冷地區一定應注意冬季時的水溫，若水溫偏低應加熱，因為低溫也會導致污泥膨脹的發生。采用鼓風曝氣能有效的在冬季較高的水溫。
當污水中營養成份不足或失衡時，應補充投加。N、P含量應控制在BOD：N：P=100：5：1左右。
若污水處理生化系統前已有消化現象的發生，產生的低分子有機酸將有利于絲狀菌的生長，這時可以對廢水在調節池內預曝氣來加以改善。一般采用空氣擴散器向3-5米有效水深的調節池曝氣，供氣量可以控制在0.5-1.0m3/廢水米3·小時。它能使調節池的廢水保持新鮮，并有效防止由于厭氧所會帶來的臭氣。
保持池內足夠的溶解氧對于高負荷的生化系統特別重要，3)一般至少應控制DO>2毫克/L。
4、沉淀池內的污泥應及時排出
防止其發生厭氧現象。若發生厭氧現象，產生的各種氣體吸附在污泥上，也會使污泥上浮，沉降性能變差。而且發生厭氧的污泥回流也會引發絲狀菌的大量繁殖。這種情況時除排泥和清除沉淀池內的死角，并縮短污泥在池內的停留時間外。還應提高曝氣池DO值。使出入沉淀池的水保持較的溶解氧。 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**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。 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。6、其他控制方法
在污泥粘性膨脹最嚴重的情況下（用容器裝一些污泥，無論用什么方法污泥始終粘附在容器的表面），可考慮適當排掉一些膨脹的污泥，再重新取一些新泥，以減少多糖類物質對污泥的覆蓋；同時增加水力停留時間，使沒有被完全氧化的有機物有足夠的時間被消耗掉。
由于原水中洗滌劑含量很高，加之曝氣強度較大，經常出現白色、粘稠的泡沫，并且越積越多，當污泥發生膨脹時，危害較大。除投加消泡劑以外，采取水力消泡的方法。在反應池上方安裝噴頭，用MBR反應器的出水對反應池上部進行噴淋，以控制膨脹污泥和泡沫對反應器的危害，會取得較好效果。
