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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&imes;104m/g。   污泥膨脹的分類   污泥膨脹分為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。   可辨識的污泥膨脹絮體有兩種類型：第一類是長絲狀菌從絮體中伸出，此類絲狀菌將各個絮體連接，形成絲狀菌和絮體網；第二類具有更開放的結構，細菌沿絲狀菌凝聚，形成細長的絮體。   絲狀菌污泥膨脹的原因   （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。    （4）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。   （5）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。   （6）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。   （7）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。

曝氣池作為活性污泥法以及好氧工藝的核心控制單元，其常規監測項目如溫度、pH、COD的控制非常重要，是否能夠控制好這些參數對于出水質量往往有重大影響。今天，我們就來說一說曝氣池常規監測的五大項目。 1.溫度 好氧活性污泥微生物能正常生理活動的最適宜溫度范圍是15-30℃。一般水溫低于10℃或高于35℃時，都會對好氧活性污泥的功能產生不利影響。當溫度高于40℃或低于5℃時，甚至會完全停止。 在一定范圍內，隨著溫度的升高，雖然不利于氧向水中轉移，卻可以加快生化反應速率，微生物增殖速率也會加快。但溫度突升并超過一定限度時，就會產生不可逆破壞。相比之下，溫度降低對微生物的影響要小一些，一般不會出現不可逆破壞。如果水溫的降低變化緩慢，活性污泥中的微生物可以逐步適應這種變化，通過采取降低負荷、提高溶解氧濃度、延長曝氣時間等措施，仍能取得較好的處理效果。 因此，在實際生產運行中，要重視水溫的突然變化，尤其是水溫的突然升高。為防止水溫過高的工業廢水對好氧生物處理產生不利影響，應進行降溫處理。 2.pH值 活性污泥微生物最適宜的pH值介于6.5~8.5之間。pH值降至4.5以下，活性污泥中原生動物將全部消失，大多數微生物的活動會受到抑制，優勢菌種為真菌，活性污泥絮體受到破壞，極易產生污泥膨脹現象。當pH值大于9后，微生物的代謝速率將受到極大的不利影響，菌膠團會解體，也會產生污泥膨脹現象。當污水pH值高于10或低于5時，在進入曝氣池之前，必須進行酸堿中和調整pH值，使進入曝氣池的污水pH值至少在6-9之間。 活性污泥混合液本身對pH值變化具有一定的緩沖作用，因為好氧微生物的代謝活動能改變其活動環境的pH值。比如說好氧微生物對含氮化合物的利用，由于脫氮作用而產生酸，降低環境的pH值；由于脫羧作用而產生堿性酸，又可使pH值上升。因此，經過長時間的馴化，活性污泥法也能處理具有一定酸性或堿性的污水。此外，污水本身所具有的堿度對pH值的下降有一定的抑制作用。 但是，污水的pH值發生突變，例如堿性污水進人已適應酸性環境的活性污泥系統時，將會對其中微生物造成沖擊，甚至有可能破壞整個系統的正常運行。因此，酸堿污水是否進行中和處理，要根據實際情況而定，若是進入活性污泥系統的污水pH值變化不大，尤其是只有微酸性水或微堿性水其中之一時，往往不需要中和處理，而pH值變化幅度較大時，應事先進行中和處理調整pH值至中性。 3.COD和BOD5 無論采用哪種活性污泥法，曝氣池所能承受的有機負荷都是有一定限度的，超過限度，曝氣池的運行效果將難以保證。對于正在運行的曝氣池，進水BOD5最高值都是固定的，由于BOD5分析周期較長，實際上多以COD分析結果指導生產。曝氣池進水有機負荷一旦超標，就應當立即采取降低進水量、加大污泥回流量、提高充氧效率等措施，以免對整個二級生物處理系統造成沖擊和保證出水水質。如果進水COD值偏低，就應當立即采取增加進水量、減少污泥回流量和減少風機運轉臺數，降低表曝機轉速等，降低充氧效率的措施，以免造成不必要的動力浪費。 4.氨氮和磷酸鹽 理論上，微生物對氮、磷的需要量要按BOD5:N:P-100:5:1來計算，但實際活性污泥法處理系統曝氣池進水中的BOD5與氮、磷的比例往往低于此值，系統也能正常運轉。氮、磷的含量因處理的工業廢水種類不同差別很大，有的污水氮、磷的含量很高，不經過脫磷除氮，二沉池出水氮、磷的含量就會超標。而對于氮、磷的含量很低的污水，如果不能及時補充一定量的氮、磷，微生物的功能會受到限制，二沉池出水的COD和BOD5就難以保證達標。 當處理氮、磷的含量很低的工業廢水時，對于正在運行的曝氣池，曝氣池進水中氨氮和磷酸鹽的含量分別為10mg/L和5mg/L左右，即可滿足混合液微生物對氮、磷的需要。如果曝氣池進水中氨氮和磷酸鹽的含量長時間低于上述值，就應當及時增加氮、磷的投加量。 5.有毒物質 對于特定的工業廢水，有毒物質的種類一般不變，含量和排水量卻難以恒定。除了需要采取均質調節等一級處理措施之外，必須對曝氣池進水中有毒物質的含量進行監測和控制。 活性污泥馴化結束后，要根據混合液對進水中有毒物質的適應程度，結合運行經驗，確定影響生化系統的進水有毒物質最高限值。如果曝氣池進水中有毒物質的含量長時間超過限值，就應當采取降低進水量、加大污泥回流量、提高充氧效率等措施，避免因混合液微生物中毒而影響處理效果。