目前，世界范圍內大多數(shù)城市污水處理廠采用活性污泥法處理工藝。普遍存在的問題之一就是活性污泥中的微生物會受到各種內外因素的影響使活性污泥的比重降低而上浮飄走，不僅增加了出水中的懸浮固體量，而且會大大降低生物反應系統(tǒng)中活性污泥的活性和數(shù)量。使得污水處理廠的操作、運行和控制都產生了一定的困難,嚴重影響了出水水質。
一．活性污泥上浮的原因
引起活性污泥上浮的原因大致可分為二類。一類是由進水水質變化引起的，一類是由工藝運行控制引起的。
1．進水水質引起活性污泥上浮
1.1．過量的表面活性物質和油脂類化合物
正常污水進入曝氣池運轉時，特定表面活性劑對有機物的部分降解作用形成泡沫，并使泡沫迅速增長。這些泡沫一般呈白色且質輕，當活性污泥達到成熟時消失。當污水中有過量的表面活性物質時，這類物質可以影響細胞質膜的穩(wěn)定性和通透性，使細胞的某些必要成分流失而導致微生物生長停滯和死亡。在曝氣時所產生大量泡沫(氣泡)，這些氣泡很容易附聚在菌膠團上，使活性污泥的比重降低而上浮。另外，當進水含油脂量過高時，經過曝氣與混合，油脂會附聚在菌膠團表面，使細菌缺氧死亡，導致比重降低而上浮。
1.2. pH值沖擊
過高或過低的pH值會影響活性污泥微生物胞外酶及存在于細胞質和細胞壁里酶的催化作用以及微生物對營養(yǎng)物質的吸收。當連續(xù)流曝氣反應池內pH<4.0或pH>11.0時，多數(shù)情況下活性污泥中微生物活性受到抑制，或失去活性，甚至死亡，以致發(fā)生污泥上浮。
1.3. 水溫及鹽含量的影響
組成活性污泥的微生物適合的溫度范圍一般為15-35℃，超過45℃時會使活性污泥中大部分微生物死亡而上浮(經過長期馴化的或特殊微生物除外)。
對進水的pH值調整不能消除堿度對活性污泥的影響。對堿性進水調pH值，雖然中和了堿性物質，但產生了鹽。鹽溶液濃度不同其滲透壓也不同，滲透壓是影響微生物生存的重要因素之一。如微生物所處的溶液滲透壓發(fā)生突變，就會導致細胞死亡。
1.4. 致毒性底物
對好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括：含量過高的COD、有機物(酚及其衍生物，醇，醛和某些有機酸等)、硫化物、重金屬及鹵化物。高底物濃度可與細胞酶活動中心形成穩(wěn)定的化合物，導致基質不能接近，無法被降解，甚至使細胞中毒死亡。重金屬離子進人細胞后主要與酶或蛋白質上的-SH基結合而使之失活或變性。微量的重金屬離子還能在細胞內不斷積累最終對微生物發(fā)生毒害作用(微動作用)。鹵化物最常見的是碘和氯，碘不可逆地與菌體蛋白質(或酶)的酪氨酸結合，生成二碘酪氨酸，使菌體失活。氯與水合成次氯酸，其分解產生強氧化劑。而且廢水中有機物的突變，使原被馴化好的并能降解有機毒物的微生物減少或消失。
2．工藝運行引起的活性污泥上浮
2.1. 過量曝氣
微生物處于饑餓狀態(tài)而引起自身氧化進人衰老期，池中溶解氧濃度(DO)上升；或者由于污泥活性差，曝氣葉輪線速度過高，供氧過多?？傊?，DO上升，短期內污泥活性可能很好，因為新陳代謝快，有機物分解也快，但時間一久，污泥被打得又輕又碎(但無氣泡)，象霧花片似的飄滿沉淀池表面，隨水流走。這種污泥色淺，活性差，耗氧速率下降，污泥體積和污泥指數(shù)增高，處理效果明顯降低。
2.2. 缺氧、反硝化引起的污泥上浮
當廢水中有機氨化合物含量高或氨氮高時，在適宜條件下可被硝酸菌和亞硝酸菌氧化為NO3-，如二沉池積泥或停留時間過長，NO3-還原產生的N2會被活性污泥絮凝體所吸附，使得活性污泥上浮。由于在二沉池或曝氣不足的地方會發(fā)生反硝化作用，使微小的氮氣氣泡釋放出來，從而使污泥的密度減小，有利于活性污泥上浮。這種現(xiàn)象在二次沉淀池中表現(xiàn)明顯，且產生的懸浮泡沫通常不穩(wěn)定。
2.3. 回流量太大引起的污泥上浮
回流量突增，會使氣水分離不徹底，曝氣池中的氣泡帶到沉淀區(qū)上浮，這種污泥呈顆粒狀，顏色不變。
2.4. 二沉池池底積泥引起的污泥上浮
如果二沉池底泥發(fā)酵，產生的CO2和H2也會附聚在活性污泥上，使污泥比重降低而上浮。污泥腐化產生CH4、H2S后卜浮，首先是一個個小氣泡逸出水面，緊接著有黑色污泥上浮。
2.5. 活性污泥絲狀菌過量生長引起的污泥上浮
當進水N,P不足、PH太低、混合液溶解氧太低、進水波動太大等各種因素影響下，造成絲狀菌和放線菌等微生物的異樣生長，絲狀菌的比生長速率高于了菌膠團細菌，又由于絲狀菌的比表面積較大，因此，絲狀菌在取得污水中BOD5物質和氧化BOD5物質所需要的氧氣方面都比菌膠團細菌有利得多，結果曝氣池中絲狀菌成為優(yōu)勢菌種而大量增值，導致生物泡沫的產生。再加上這些微生物大都呈絲狀或枝狀,易形成網,能捕掃微粒和氣泡等,并浮到水面。被絲網包圍的氣泡,增加了其表面的張力,使氣泡不易破碎,而引起成片污泥上浮。
二．活性污泥上浮的控制
根據(jù)活性污泥上浮機理及其影響因素，可采用物理化學和生物的方法對污泥上浮進行控制。
1.物化方法控制泡沫
1.1. 噴灑水
利用終水回流，噴灑的水流能打碎浮在二沉池水面的氣泡及上浮污泥,以減少活性污泥的上浮。但不能根本消除污泥上浮現(xiàn)象，是一種最常用最簡便的物理方法。
1.2. 調節(jié)污水pH值
曝氣池人口設中和池及由堿池、酸池、pH檢測儀、pH自動調節(jié)閥等組成的pH自動調節(jié)系統(tǒng)，使曝氣池進水的pH值控制在要求范圍內。
1.3. 合理投加營養(yǎng)鹽
由于工業(yè)廢水中營養(yǎng)比例失調，常常碳源充分而氮、磷等營養(yǎng)物不足，因此處理工業(yè)廢水時須另外補加。一般以尿素和磷酸鹽為氮源和磷源，但投加量不宜過量。
1.4.設置調節(jié)池
進水中含有過量的表面活性物質、油脂類化合物及對好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物時，應在曝氣池前設置終水回流調節(jié)池，用以稀釋、調節(jié)曝氣池進水中的有機物濃度，使其穩(wěn)定在一定范圍內，終水回流的先決條件是污水處理廠的處理能力必須大于實際進水量。
2. 生物方法控制活性污泥上浮
2.1. 增設生物選擇器
生物選擇器有好氧選擇器和缺氧選擇器兩種，其目的就是使進入曝氣池的污水先于回流污泥在其中充分混合，通過調節(jié)F/M、DO等因素，選擇性的發(fā)展絮凝體形成菌，抑制絲狀菌等的過度增殖。在設計選擇器時，選擇器需要分格設置，一般多采用4～6格；盡量提高選擇器第一格的F/M值，形成F/M梯度；還要控制選擇器的水力停留時間，一般為10～15分鐘。
2.2.工藝的優(yōu)化選擇
活性污泥的微生物組成主要依賴于廢水成分、流動形式、運行條件和適宜的設計。由于在實際處理過程中幾乎難以控制廢水成分，因此對運行條件進行優(yōu)化選擇來控制活性污泥上浮至關重要。
2.3.增加曝氣量
由于缺氧或污泥中毒引起的污泥上浮可以加大曝氣量，減少進水量并清除死污泥。
2.4.降低污泥齡
一般采用降低曝氣池中污泥的停留時間，以抑制有較長生長期的放線菌的生長。有實踐證明，當污泥停留時間在5～6 d時，以避免由其產生的污泥上浮問題。