活性污泥法系统设计和运行中的重要问题
活性污泥法系统的设计和运行有若干关键性问题，认识和理解这些问题对系统的影响，显得十分重要。它们是：①水力负荷；②有机负荷；③微生物浓度；④曝气时间；⑤微生物平均停留时间；⑥氧传递速率；⑦回流污泥浓度；⑧回流污泥率；⑨曝气池的构造；⑩pH和碱度；⑩溶解氧浓度。
1.水力负荷
大部分污水的水力特征是不易控制的因素。当地的生活方式和集流范围相结合形成了流向污水厂的流量变化形式。通常污水流量在一天内是变化的。高峰常出现在白天，低谷则出现在黑夜。变化幅度随城市大小而异。城市愈小，变化幅度愈大。在一般的设计中，高峰值约为平均流量的200%，最低值约为平均流量的50%。污水流量还随季节变化，夏季流量大，冬季流量小。
在合流制管道系统中，雨水的流量大，足以破坏污水处理厂的正常运行。若要保证出水的质量，有必要将过大的流量转移到雨水调节池中去，当流量回跌到最大允许流量之下时，再将调节池中的雨水在控制状态下抽送到处理构筑物。雨水的贮存增加了处理系统的复杂性。在分流制系统中，雨水的渗入也会引起运行问题。
很多处理厂用泵来提升污水进入处理厂，由于没有选好泵产生了很多问题。小厂往往只有二个人流泵，一个运行，一个备用。以前通常按每日高峰时的流量选用，该时的流量为平均流量的2～3倍，这样，活性污泥法系统必须承受周期性的冲击负荷，对运行十分不利。应该选用同样型号的几台泵，并和泵前集水井的容积相配合，使进入的变化较大的流量，通过井和泵的配合调蓄后，得到相对较稳定的流量。有时专门设置调节池平衡一日内的流量变化。近年来，螺旋泵再次显示了可提供可变的流量而无需专门设备的优点，但问题是水头相对较小。
水力负荷的变化影响活性污泥法系统的曝气池和二次沉淀池。当流量增加时，污水在曝气池内的停留时间缩短，影响出水质量，同时影响曝气池的水位。若为机械表面曝气机，由于水位的变化，它的运行就变得不稳定。水力影响的主要部分是二次沉淀池。
2.有机负荷
曝气区容积的计算，最早以经验的曝气时间作为主要的设计参数。有了曝气时间（即停留时间），再乘上设计流量，就可得到曝气池的容积。现在则常以污泥的有机负荷率N作为设计参数。
设计中要思考的主要问题是如何确定污泥负荷率和MLSS的设计值。从公式可知，这两个设计值采用得大一些，曝气池所需的体积可以小一些。污泥有机负荷率的大小影响处理效率。根据经验，当采用活性污泥法作为完全处理时，设计的污泥负荷率一般不大于0.5kg（BOD5）/kg（MLSS）·d如果要求氮素转入硝化阶段，一般采用0.3kg（BOD5）/kg（MLSS）·d，通常称为常负荷。有时为了减小曝气池的容积，可以采用高负荷，即污泥负荷率采用1以上。采用高的污泥负荷率虽可减小曝气池的容积，但出水水质要降低，而且使剩余污泥量增多，增加了污泥处置的费用和困难，同时，整个处理系统较不耐冲击，造成运行中的困难。因此，近年来，很多国家的科技人员不主张采用高负荷系统。有时为避免剩余污泥处置上的困难和要求污水处理系统的稳定可靠，可以采用低的污泥负荷率（<0.1），把曝气池建得很大，曝气池中的污泥浓度维持较高，可以基本上没有剩余活性污泥，这就是延时曝气法。(图6-25)显示了污泥负荷与BOD5，去除率，污泥龄及污泥产量的关系。
3.微生物浓度
怎样确定混合液污泥浓度MD.SS呢?提高MLSS，可以缩小曝气池的容积，或者说，可以降低污泥负荷率，提高处理效率。那末，在设计中采用高的MLSS是否就可以提高效益呢?这种想法是一种错觉。其一，污泥量并不就是微生物的活细胞量。曝气池污泥量的增加意味着泥龄的增加，泥龄的增加就使污泥中活细胞的比例减小；其二，过高的微生物浓度在后续的沉淀池中难于沉淀，影响出水水质；其三，曝气池污泥的增加，就要求曝气池中有更高的氧传递速率。否则，微生物就受到抑制，处理效率降低。而各种曝气设备都有其合理的氧传递速率的范围。例如，穿孔管的氧传递速率为20-30mg/L·h，微孔曝气（微孔陶瓷管或扩散板）设备的氧传递速率为40～60mg/L·h，纯氧曝气设备的氧传递速率为150mg/ L·h左右。对于每一种曝气设备，超出了它合理的氧传递速率范围，其充氧动力效率将明显降低，使能耗增加。因此，采用一定的曝气设备系统，实际上只能够采用相应的污泥浓度，MLSS的提高是有限度的。根据长期的运行经验，采用鼓风曝气设备的传统活性污泥法时，曝气池中MLSS在2000mg/L左右是适宜的。
对不同的水质、不同的工艺应根据具体情况探索合理的微生物浓度。
4.曝气时间
曝气时间和有机负荷的关系很密切，在考虑曝气时间时要注意一些其他有关因素。在通常情况下，城市污水的最短曝气时间为3h，或更大些，这和满足曝气池需氧速率有关。当曝气池做得较小时，曝气设备是按系统的负荷峰值控制设计的。这样，在其它时间，供氧量过大，造成浪费，设备的能力不能充分得到利用。但若曝气池做得大些，则可降低需氧速率，同时由于负荷率的降低，曝气设备可以减小，曝气设备的利用率得到提高。因而要仔细地评价曝气设备和能源消耗的费用以及曝气池的基建费用，使它们获得最佳匹配。
假如希望获得硝化处理结果，那么曝气时间长短的选择是重要的。无论是含碳物质代谢需氧还是硝化代谢需氧，都要求足够的氧。
长时间曝气能降低剩余活性污泥量，这是由于好氧硝化以及内源呼吸降低了活性物质量所致。这样的系统更能适应冲击负荷，但曝气池容积增大。因而事物总是一分为二的，要结合具体的要求来选择。
5.微生物平均停留时间（MCRT）
微生物在曝气池中的平均停留时间，又称泥龄，是活性污泥法系统设计和运行中最重要的参数之一。选择一定的有机负荷率和一定的MLSS浓度，就相应决定了微生物的平均停留时间。因而有机负荷率和泥龄存在着内在的联系。
微生物平均停留时间是工作着的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比值，单位是d。例如，活性污泥总量为5000kg，每日排泥为500kg，则微生物的停留时间为10d。这也说明，工作着的活性污泥每日更新十分之一。停留时间愈短，曝气池中的活性污泥更新愈快，愈年轻。
微生物平均停留时间至少等于水力停留时间，此时，曝气池内的微生物浓度很低，大部分微生物是充分分散的。当用回流使微生物的平均停留时间大于水力停留时间时，微生物浓度增加，改善了微生物的絮凝条件，提高了微生物在二沉池中的固液分离性能。但过长的泥龄使微生物老化，絮凝条件恶化，并增加了惰性物质引起的浊度。根据这个现象，微生物的停留时间应足够的长，促使微生物很好的絮凝，以便重力分离，但不能过长，过长反而促使絮凝条件变差。
经验已经表明，通常活性污泥法系统的微生物平均停留时间约为水力停留时间的20倍。延时曝气系统的比例为30：1，甚至为40：1。对于高负荷系统，其比例接近10：1。通常活性污泥系统的水力停留时间，对城市污水来讲，为4-6h，则相应的微生物停留时间为3.3～5 d。延时曝气的水力停留时间为24h，则微生物停留时间为30d左右。高负荷系统曝气时间为2-3h，微生物停留时间约为1d。这些是经验的数值。
计算活性污泥法系统的MCRT是否应包括二沉池中的活性污泥量呢?无疑在二沉池中有着可观的活性污泥量，但由于氧的浓度很低，微生物代谢可以忽略。因而在评价时，不能只看到活性污泥总量，而要看条件。正由于此，大多数活性污泥法系统设计时，只根据曝气池的污泥来计算MCRT。但在接触稳定系统中，因为混合池和再曝气池的水力停留时间不同，MLSS浓度也不同，且二次沉淀池经常用作污泥调蓄池，在这种情况下，根据混合池和再曝气池的运行数据计算MCRT发现变化很大，而考虑沉淀池污泥量后，则MCRT比较稳定，这个问题还值得研究。其它大部分活性污泥法系统以天计的总有机负荷和剩余污泥量变化不大，每天计算的MCRT值比较稳定。
微生物的平均停留时间还有助于进一步理解活性污泥法的某些机理。前面曾指出，活性污泥分两个阶段去除污水中有机物，先是吸附，后是稳定，而且吸附的时间比较短，稳定的时间比较长。但对稳定时间的长短没有具体概念。实际上，微生物平均停留时间反映了稳定时间的长短。因而根据微生物停留时间来考察活性污泥，是认识活性污泥的一个有效途径。
有时，微生物平均停留时间还有助于说明活性污泥中微生物的组成。世代时间长于微生物平均停留时间的那些微生物几乎不可能在这个活性污泥中繁殖。例如，有人曾研究了亚硝化单胞菌属的生长率，并推算了它们的世代时间，如表14-7所示。
从上表可知，当混合液温度为20℃，活性污泥停留时间为2d时，亚硝化单胞菌属就不可能在这个活性污泥中繁殖。因为在这种情况下，这属细菌每日只能增加33%，但每日却要排出50%。排出的多，增加的少，它们只会减少，不会增多。这时，混合液中氮氨就不会得到硝化，出水中即使有硝酸盐，浓度必然很低。若希望出水中的氨氮含量低，就得降低污泥负荷率，提高微生物平均停留时间。
6.氧传递速率
氧传递速率将最终确定任一活性污泥法系统的能力。氧传递速率要考虑二个过程，即氧传递到水中以及真正传递到微生物的膜表面。通常的试验数据只表明氧传递到水相，但这并不意味着同样量的氧已达到了微生物表面，而后者则控制着微生物能力的发挥。从这个观点来看，曝气设备不仅要提供充分的氧，而且要创造足够的紊动条件，以剪切活性污泥絮体，这样可使被围在污泥絮体中的细菌得到氧。因此要提高氧的传递速率，必须有充足的氧量，并使混合液中的悬浮固体保持悬浮状态和紊动条件。无疑，曝气设备的选择，布置，以及如何同池型配合，是提高曝气池性能的重要条件。
机械表面曝气机，是把水粉碎成小的液滴，散布于连续的大气相中，而扩散曝气器则是把空气粉碎成微小气泡，散布于连续的液相。目的都是希望从空气中获得氧，提高液相中的氧浓度。有人认为，从实际的观点来看，以液滴的方式来获得同量的氧量比气泡的方式容易。但这个比较是不涉及曝气设备的性能和能耗，布置的简易性、以及池型配套的易行性等因素，目前二种曝气方法几乎同样流行。事实上曝气设备的发展还和水力流态，即反应器的型式有关。
在气泡曝气中，气泡在上升的过程，向邻近液体传递氧，因而气泡中的氧浓度降低，相邻液体的氧浓度提高，这二个因素都使氧的传递速率减慢。而细的气泡不能促使邻近液体产生紊动，泡和水几乎是同速上升。因而最大的氧传递速率是发生在气泡刚形成时。基于这种认识，要提高氧传递速率，就要尽可能使单位气量分布在最宽的断面上。但是当把扩散板布满大部分池底时，在同样的气量下，曝气强度（单位面积上的气体流量）不够，MLSS要沉下来。因而把扩散板移向池的一边，这样能使MLSS保持悬浮状态。
机械曝气中使用的齿轮箱和轴承的耐久性相对于气泡曝气来说是一个很大的问题。慢速曝气机的混和深度为2.5～3m，高速曝气机的混和深度更低。设置导流筒可以改善混和深度，但要增加动力消耗。慢速机械表面曝气机的氧传递速率为40～50mg/L·h，高速机械表面曝气机的氧传递速率为20-30mg/ L·h。
近年来，对曝气叶轮的减速传动装置不断加以改进，目前在一些污水处理厂中已采用直流电动机代替变速电动机。直流电动机的优点是效率高，运转稳定，通过调整电压的方法来改变叶轮转速，以满足需氧率的变化。从运行实践来看，反应普遍良好。缺点是调压设备庞大，占地较多。有些厂已用可控调压设备来改进。
7．回流污泥浓度
在1 L的量筒中测定SVI，筒壁对活性污泥的沉降特性有影响。某些厂的 SVI大于100，但也能产生10000mg/L的回流污泥，说明沉淀池的污泥沉降特性比量筒还要好。
沉降浓缩性能略差的回流污泥，其浓度范围在5000～8000mg/L，则回流量等于原污水的25%。若回流浓度为5000mg/L，则回流量为原污水的67%。
8.回流污泥率
正如上面指出的，回流污泥量与回流污泥浓度和所期望的MLSS浓度有关。要求的MLSS浓度高，回流量就要增大。
高的污泥回流量增大了进入沉淀池的流量，增加了二沉池的负荷，缩短了沉淀池的沉淀时间，降低了沉淀效率，使未被沉淀的固体随出流带走。活性污泥回流率的设计应有弹性，并应操作在可能的最低流量。这为沉淀池提供了最大稳定性。
目前有些厂使用螺旋泵，该泵提升水头小，工作弹性大，适合于回流活性污泥。
小厂运行时，回流污泥量可变性大，为了力争有机负荷率保持稳定，近年来已使用变速泵，以便有规律地来调节回流量。但是经验表明，控制有机负荷率不变，引起的问题还是不小。因随着污水流量的增加而增加污泥回流量，这样对二次沉淀池产生了很大的水力冲击，恶化出流。增加MLSS等于增加需氧量，否则不能维持有机负荷的稳定，但却引起了曝气系统的过负荷，再次促使出流恶化。
研究表明，一般情况下，常量的污泥回流比变量回流好。常量的污泥回流是最简便的运行方式。在常量回流而当人流量较低时，沉淀池中有较多的回流污泥流人曝气池，比从曝气池中流人沉淀池的污泥多，这样，在曝气池中的MI..KG增加了，这等于为流量和有机负荷的增加作了准备，而沉淀池中贮存的污泥体积变得最小。当流量增加和有机负荷增加时，曝气池中较高的MLSS已具备了适应条件，这时有更多的MISS从曝气池中流向沉淀池时，而二次沉淀池早已留出了空间。MLSS能自动地响应流量和有机负荷的变化，以产生最好的出流质量。因而，保持常量回流，并使回流量控制在相对较低的流量上，能自动调节人流量和有机负荷的变化。季节性的流量变化较大，只要几个星期改变一次回流量即可。
9.曝气池的构造
近几年来，很少注意曝气池的构造。似乎什么构造的曝气池都能使用。实际上，曝气池的构造对活性污泥法起着一个十分重要的作用。
英国开发的狭长形曝气池是考虑以连续流池来代替间歇池。当旋流曝气池引入美国时，开始注意曝气池的纵向短流问题。于是在池的横方向设置了障板，以防短流，但效果不佳，以后又拆除了。将曝气池横断面的四角做成内圆，有利于旋转并防止死角，减少水头损失。池深取决于曝气器所使用的鼓风机压力，池宽通常为池深的一倍。
用示踪剂研究表明：示踪剂的峰值约在停留时间的35%的长度位置上，流态倾向于完全混和。说明纵向混和很严重。氧消耗率的数据表明：开始时的速率远远超过氧的实际传递能力，迫使未被处理的有机物移向曝气池的下方，氧消耗率在35%的纵向距离之前跌得很快，然后慢慢往下跌，曝气池底部的DO仍然为零，明显地说明氧传递受到限制的情况。推流曝气池实质上类似串联的几个完全混和池。
处理量小的完全混和曝气池是一个小的圆形和矩形池，只配有一个机械曝气机，很容易围绕曝气机形成混和区。但当处理量变大后，曝气池也相应增大。三或四只曝气机放在同一只大的曝气池中，这样，围绕每一个曝气机形成了一个混和区。若在曝气池的一端进水，另一端出水，则进水端的混合液的氧吸收率比较高，而出水口附近的混合液氧吸收率低。这种情况说明曝气池不是充分完全混和的。当曝气池很大时，设置了很多等距离的曝气机，一端进水，一端出水。这样的曝气池类似于传统的曝气池。
随着池型的发展，穿孔管曝气已使用于20m深的曝气池中去，在这种深度下，可以产生细气泡，增加了氧的传递能力。机械曝气机配合导流简可用于 10m深的池中。设计工程师应将曝气设备的特性和池型构造有机地结合起来适应各种有局限的空间，进行创造性的工作。
10.pH和碱度
活性污泥通常运行在pH：6.5-8.5pH所以能保持在这个范围，是由于污水中的蛋白质代谢后产生的碳酸铵碱度和从天然水中带来的碱度所致。生活污水中有足够的碱度使pH保持在较好的水平。软水地区的天然水中缺少天然碱度。由于有机酸的形成。pH可跌到5.5，甚至低于5.0。在这种系统中可用pH来度量进行中的硝化作用。
工业污水中经常缺少蛋白质，因而产生pH过低问题。在糖厂、淀粉厂和某些合成化学厂，这个问题尤为严重。糖、醛、丙酮和乙醇被细菌代谢为有机酸，它能降低pH和减慢代谢速度。碱或石灰能直接添加到曝气池中，以维持所希望的pH。碱或石灰同代谢产生的Cq作用产生碳酸钠或碳酸钙可作为缓冲剂。工业污水中的有机酸通常在进入曝气池前进行中和。当有机物被代谢时，形成了相应的碳酸盐。氨基化合物和蛋白质由于代谢释放了铵离子，从而形成了碳酸铵。
当pH低于6时，刺激了霉菌和其它真菌的生长，抑制了通常细菌的繁殖。丝状真菌的沉淀性能差，使过量的微生物流失于出流中。
11.溶解氧浓度
通常溶解氧浓度不是一个关键因素，除非溶解氧浓度跌落到接近于零。只要细菌能获得所需要的溶解氧来进行代谢，其代谢速率不受溶解氧浓度的影响。当耗氧速率超过实际的氧传递速率时，代谢速率受氧传递速率控制。
好氧代谢，包括硝化，仅发生在曝气池中有剩余氧的地方。从理论上讲，剩余的氧约1mg/L是足够了。有很多人做了研究认为，对于单个悬浮着的好氧细菌代谢，溶解氧浓度只要高于0.1-0.3 mg/L，代谢速率就不受溶解氧浓度影响。但是，活性污泥絮体是许许多多个体集结在一起的絮状物质，要使内部的溶解氧浓度达到0.1-0.3mg/L，絮体周围的溶解氧浓度一定要高得多，具体数值同絮状体的大小、结构及影响氧扩散性能的混和情况有关。最主要的还是混和情况。从某种意义上讲，混和情况决定了絮状体的大小和结构。因而这个数值是和混和情况有关·的一个变数。而混和、充氧都是通过曝气设备来完成的，经过长期的探索之后，一般认为混合液中溶解氧浓度应保持在0.5～2mg/L，以保证活性污泥系统正常的运行。
过分的曝气，虽溶解氧浓度很高，但由于紊动过分剧烈，导致絮状态体破裂，使出水浊度升高。特别是对于耗氧速度不高，而泥龄偏长的系统，强烈混合使破碎的絮体不能很好的再凝聚。保证絮体很好凝聚的条件是活性物质占整个 MLSS的1/3，当活性物质低于10%时，絮体很易破碎而不能很好地再凝聚。这些离散的污泥沉淀性能差，往往流失于出流中。原生动物也不能去除这些颗粒，因为它缺少原生动物所需的营养。过分的曝气使这些颗粒有可能积聚在沉淀池的表面，形成深褐色的浮渣。
12.污泥膨胀及其控制
正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥体积指数SVI在50～150之间；当活性污泥不正常时，污泥就不易沉淀，反映在SVI值升高。混合液在1 000mL量筒中沉淀30min后，污泥体积膨胀，上层澄清液减少，这种现象称为活性污泥膨胀。活性污泥膨胀是活性污泥法的老大难问题。因膨胀污泥不易沉淀，容易流失，既降低处理后的出水水质，又造成回流污泥量的不足，如不及时加以控制，就会使系统中的污泥愈来愈少，从根本上破坏曝气池的运行。据上海市的调查，几乎所有采用活性污泥法的城市污水厂都曾发生过污泥膨胀问题。据前联邦德国斯图加特大学给水排水研究所对数百个活性污泥法城市污水厂调查的结果表明，有70%以上的污水厂都存在不同程度的污泥膨胀问题。
但是，沉降性能恶化并不都是污泥膨胀现象，不应混淆。例如，在二沉池中，由于反硝化生成氮气使污泥上浮，或是部分地区积泥造成厌氧发酵而上浮等都不属于我们所讨论的污泥膨胀问题。膨胀的活性污泥，主要表现在压缩性能差，沉淀性能不良，这主要表现在SVI值高。而它的处理功能和净化效果并不差。作为膨胀污泥的SVI限值，目前并不统一。一般认为，SVI超过200，就算污泥膨胀。活性污泥膨胀可分为：污泥中丝状菌大量繁殖导致的丝状菌性膨胀以及并无大量丝状菌存在的非丝状菌性膨胀。丝状菌性膨胀是最经常发生和最主要的一类膨胀。
（1）丝状菌性膨胀 这类膨胀是污泥中的丝状菌过度增长繁殖的结果。活性污泥中的微生物是一个以细菌为主的群体。正常的活性污泥是絮花状物质，其骨干是千百个细菌结成的团粒，叫菌胶团；细菌的絮凝可能是Zooglc~ ramigera分泌的外酶造成的。在不正常的情况下，活性污泥中菌胶团受破坏，而丝状菌大量出现。膨胀污泥中的丝状菌，据荷兰和前联邦德国学者的调查研究，已分离出一百多种，其中常见的有数十种。根据上海市污水厂的调查，主要是以浮游球衣细菌Sphaerotilusnatans为代表的有鞘细菌和以丝硫细菌为代表的硫细菌。
当污泥中有大量丝状菌时，大量具有一定强度的丝状体相互支撑、交错，大大恶化了污泥的沉降、压缩性能，形成污泥膨胀。
造成污泥丝状膨胀的主要因素大致为：①污水水质。研究结果表明，污水水质是造成污泥膨胀的最主要因素。含溶解性碳水化合物高的污水往往发生由浮游球衣细菌引起的丝状膨胀，含硫化物高的污水往往发生由硫细菌引起的丝状膨胀。污水的水温和pH值也对污泥膨胀有明显的影响。水温低于1512时，一般不会膨胀。pH低时，容易产生膨胀。
有的研究认为，污水中碳、氮、磷的比例对发生丝状膨胀影响很大，氮和磷不足都易发生丝状膨胀。但有的研究结果表明，恰恰是含氮太高促使了污泥膨胀，在试验室的研究也表明，如以葡萄糖和牛肉膏为主配制人工污水进行试验，则不论碳、氮、磷的比例是高或低，都会产生极其严重的污泥膨胀。②运行条件。曝气池的负荷和溶解氧浓度都会影响污泥膨胀。曝气池中的污泥负荷（以kg （BOD5）/kg（MLSS）.d计）较高时，容易发生污泥膨胀。曾有人根据部分城市污水厂的运行资料统计后得出结论：活性污泥的SVI值与污泥负荷值密切相关。负荷低或高都不易发生污泥膨胀，而在0.5～1.5kg（BOD5）/kg（MLSS）·d范围内SVI较高（负荷为1.0时最严重），甚至导出了SVI与污泥负荷的关系公式。但实践表明，这样的结论是不恰当的。影响污泥丝状膨胀的最主要因素是水质而不是污泥负荷。对某些污水，不论污泥负荷较高或较低都会发生污泥丝状膨胀；对某些污水则相反，都不会发生污泥丝状膨胀。污泥负荷对污泥膨胀在一定条件下有一定的影响而无必然的联系。关于溶解氧浓度的影响，结论也往往有矛盾。多数资料表明，溶解氧浓度低时，容易发生由浮游球衣细菌和丝硫细菌引起的污泥膨胀。但也有资料表明，正是溶解氧浓度高，促进了污泥膨胀。我们的试验证实，对于含硫化物高的污水（例如已经陈腐的污水），不论曝气池中的溶解氧浓度低或高都会产生由硫细菌过度繁殖引起的污泥膨胀。不过，在溶解氧低时，污泥中占优势的是丝硫菌；在溶解氧高时，占优势的是亮发菌。③工艺方法。研究和调查表明，完全混合的工艺方法比传统的推流方式较易发生污泥膨胀，而间歇运行的曝气池最不容易发生污泥膨胀；不设初次沉淀池（设有沉砂池）的活性污泥法，SVI值较低，不容易发生污泥膨胀；叶轮式机械曝气与鼓风曝气相比，易于发生丝状菌性膨胀。射流曝气的供氧方式可以有效地克服浮游球衣细菌引起的污泥膨胀。
（2）非丝状菌性膨胀 发生污泥非丝状菌性膨胀时，与丝状菌性膨胀相类似，SVI值很高，污泥在沉淀池内很难沉淀、压缩。此时的处理效率仍很高，上清液也清澈。如将污泥用显微镜检查，则情况就完全不同。在显微镜下，看不到丝状细菌，即使看到也是数量极少的短丝状菌。
经研究，非丝状菌性膨胀污泥含有大量的表面附着水，细菌外面包有粘度极高的粘性物质，这种粘性物质是由葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、脱氧核糖等形成的多糖类。
非丝状菌性膨胀主要发生在污水水温较低而污泥负荷太高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物，但由于温度低，代谢速度较慢，就积贮起大量高粘性的多糖类物质。这些多糖类物质的积贮，使活性污泥的表面附着水大大增加，使污泥的SVI值很高，形成膨胀污泥。在运行中，如发生污泥膨胀，可针对膨胀的类型和丝状菌的特性，采取以下一些抑制的措施，如：①控制曝气量，使曝气池中保持适量的溶解氧（不低于1～2mg/L，不超过4mg/L）；②调整pH值；③如氮、磷的比例失调，可适量投加氮化合物和磷化合物；④投加一些化学药剂（如铁盐凝聚剂、有机阳离子凝聚剂，某些黄泥等惰性物质以及漂白粉、液氯等）。但投加药剂费用较贵，停止加药后又会恢复膨胀，而且并不是对各类膨胀都是有效的；⑤城市污水厂的污水在经过沉砂池后，跳越初沉池，直接进入曝气池。
在设计时，对于容易发生污泥膨胀的污水，可以采取以下一些方法：①减小城市污水厂的初沉池或取消初沉池，增加进入曝气池的污水中悬浮物，可使曝气池中的污泥浓度明显增加，污泥沉降性能改善；②两级生物处理法，即采用沉砂池--一级曝气池--中间沉淀池--二级曝气池--二次沉淀池的工艺，或是初次沉淀池--生物膜法处理--曝气池--二次沉淀池等工艺。这种方法，实际改变了进入后面的曝气池时的水质，可以有效地防止活性污泥的膨胀；③对于现有的容易发生污泥严重膨胀的污水厂，可以在曝气池的前面部分补充设置足够的填料。这样，既降低了曝气池的污泥负荷，又改变了进入后面部分曝气池的水质，可以有效地克服活性污泥膨胀；④用气浮法代替二次沉淀池，可以有效地使整个处理系统维持正常运行。但气浮法的运行费用比二次沉淀池高。
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