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丝状菌膨胀在日常实际工作中较为常见，成因也十分复杂。影响丝状菌污泥膨胀的因素有很多，但我们首先应该认识到的是活性污泥是一个混合培养系统，其中至少存在着30种可能引起污泥膨胀的丝状菌。而丝状菌在与活性胶团系统共生的关系中是不可缺少的一类重要微生物。它的存在对净化污水起着很好的作用。它对保持污泥的絮体结构，保持生化处理的净化效率，及在沉淀中起着对悬浮物的过滤作用等都有很重要的意义。事实也证明在丝状菌与菌胶团细菌平衡时是不会产生污泥膨胀，只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时，才会出现污泥膨胀现象。
（1）认识丝状菌
丝状菌是一大类菌体相连而形成丝状的微生物的统称，荷兰学者 Eikel-boom将丝状菌分为29个类型、7个群，并制成了活性污泥丝状微生物检索表。不同的丝状菌对生长环境有着不同的要求，下表2列出了各种不同条件下优势丝状菌的类型。
表2 不同运行条件下污泥膨胀中优势丝状菌类型
丝状菌的功能与其结构形态密切相关。长丝状形态有利于其在固相上附着生长，长丝状形态比表面积大，有利于摄取低浓度底物，在底物浓度相对较低的条件下 比菌胶 团增 殖速度快，在底物浓度较高时则 比菌胶团增殖速度慢。许多丝状菌表面具有胶质的鞘能分泌粘液，粘液层能够保证一定的胞外酶浓度，并减少水流对细胞的冲刷。丝状菌生物种类繁多、数量大，对生长环境要求低。其生理生长特性表现为：吸附能力强、增殖速率快、耐低溶氧能力以及耐低基质浓度的能力都很强。根据丝状菌是否易被菌胶团附着，形成污泥絮体分为结构型丝状菌和非结构型丝状菌。在正常水处理工程运行条件下具有结构丝状菌的絮体占绝对优势，非结构丝状菌因其表面含有特定的抗体不易被菌胶团附着，彼此存在拮抗关系。因此其存在 的数量很少，表3列出了丝状菌和菌胶团的理化性质。
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表3 丝状菌与菌胶团细菌理化性质对比表 序号 1 2 3 4 5 6 7 性质 最大生长速率μmax 基质亲合力／ K D O亲合力／ KDO 内源代谢率／ K d 产率系数／ Y 积累能力／ A 耐饥饿能力及贮存能力 菌胶团菌 高 低 低 高 高 高 高 参考值 4.4d-1 64mg/L 0.1mg/L 0.012mg/L 0.153mg/L 丝状菌 低 高 高 低 低 低 非常低 参考值 3.0d-1 40mg/L 0.027mg/L 0.010mg/L 0.139mg/L （2）丝状菌与污泥絮体结构的关系
活性污泥是一个混合培养系统，任何活性污泥系统中都存在着丝状菌。龙腾锐等人把正常运行时活性污泥结构形态分成了四类，I型：致密、细小，看不到丝状菌为骨架的污泥；Ⅱ 型：有明显丝状骨架、呈长条形的污泥；Ⅲ型：厚实、具有网状结构的巨型污泥；Ⅳ型：有孔洞结构的巨型污泥。污泥膨胀时其结构形态又可分为两类；Ⅴ型：结构丝状菌大量生长、从菌胶团中伸出，絮体结构松散；Ⅵ型 ：非结构丝状菌大量生长，不形成絮体。正常运行时长条形污泥、网状污泥和孔洞污泥 (Ⅱ、Ⅲ、IV型 ) 一般可占90%以上。也就是说具有良好沉降性和传质性能的菌胶团是以结构丝状菌为骨架，菌胶团附着于其上而形成的，它们是去除有机物的主要组成部分[13]。
大量研究表明，菌胶团与结构丝状菌之间是相互依存。结构丝状菌交织生长，菌胶团附着其上形成新生污泥，丝状菌形成了絮体骨架为絮体形成较大颗粒同时保持一定的松散度提供了必要条件。而菌胶团的附着使絮体具有一定的沉降性而不易被出水带走，并且由于菌胶团的包 附使得结构丝状菌获得更加稳定、良好的生态条件，可见这两大类微生物在活性污泥中形成了特殊的共生体系。
（3）影响污泥膨胀的因素
①一般认为活性污泥中的微生物的增长都是符合Monod方程的：
???
maxSKs?S
式中 ：
S----生长限制性基质浓度，mg/L；
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μ----生长限制性基质浓度，mg/L；
KS-----饱和常数，其值为μ=μmax/2时的基质浓度，mg/L； ?max-----在饱和浓度中微生物的最大比增长速率，d-1
注：1942年由J.Monod提出的有关生长动力学的一个经验表达式：μ=μmax·S/Ks+S；μ为某一微生物的比生长速率[g细胞/（g细胞·h]，S为培养基中限制性基质的浓度（g基质/L），Ks为称作饱和常数的系统常数（g基质/L），其值为此系统可达到的最大比生长速率值的半数（即1/2μmax值）。此式可反映某一微生物在限制性基质浓度变化时的比生长速率的变化规律。
研究证明大多数的丝状菌的KS和?方程，具有低KS和?较高KS和?maxmaxmax值比菌胶团的低，所以，按照以上Monond
值的丝状菌在低基质浓度条件下具有高的增长速率，而具有
值的菌胶团在高基质浓度条件下才占优势。同样认为低负荷对于丝状
菌生长有利的理论还有表面积/容积比（A/V）假说。这里的表面积和容积，是指活性污泥中微生物的表面积与体积。该假说认为伸展于絮凝体之外的丝状菌的比表面积（A/V）要大大超过菌胶团细菌的比表面积。当微生物处于受基质限制和控制的状态时，比表面积大的丝状菌在取得底物方面要比菌胶团有利，结果在曝气池内丝状菌就变成了优势菌[14]。
低负荷易导致污泥膨胀这一观点无论是在实际运行中还是在理论上都有了较为成熟的解释。但在我国，通常生化反应的负荷设计都是较高的，但大量污泥膨胀却是在高负荷条件下发生的，这引起了人们对该理论的怀疑。事实上，在高负荷条件下的污泥膨胀往往是由于供氧不足、曝气池内DO浓度降低引起的。我们下面就针对溶解氧DO对于污泥膨胀的影响。
②溶解氧浓度对污泥膨胀的影响
微生物对有机物的降解过程实质上就是对氧的利用过程。溶解氧在活性污泥法的运行中是一个重要的控制参数，曝气池中DO浓度的高低直接影响着有机物的去除效率和活性污泥的生长。低DO浓度一直被认为是引起丝状菌污泥膨胀的主要因素之一。丝状菌由于具有较大的比表面积和较低的氧饱和常数，在低DO浓度下比絮状菌增殖得快，从而导致丝状菌污泥膨胀。根据各方面的研究反应，DO对于污泥膨胀影响的的临界值并不确定。DO浓度的要求是与污泥负荷息息相关的，负荷越高，则对应的临界值就越大。这一值的确定与工艺选择、池型及进水类型都有着密切关系，必须根据实际情况结合实验才可以得出。
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③其它方面对污泥膨胀的影响 a污水种类
污水种类对污泥膨胀有着明显的影响。通常来说，那些含有易生物降解和溶解的有机成份，特别是低分子量的烃类、糖类和有机酸类等类型基质的污水易引起污泥膨胀，例如酿酒、乳品、石化和造纸废水等。
b营养成分的不 均衡
当污水中N、P不足时，易引起污泥膨胀的发生。通常认为，N、P的合适比例为BOD5：N：P=100：5：1。很多研究表明许多丝状菌对营养物质N、P有着较强的亲和力，这可能就是缺乏营养物质导致污泥膨胀的原因。
c pH值与温度
一般认为pH偏低易引起丝状菌的大量繁殖。而温度的对丝状菌的影响也是很普遍的。例如，冬天微丝菌在丝状菌群中占优势，而温暖季节时诺卡氏菌属, 土壤丝菌属，0041型较易大量繁殖。
另外污水在进水处理系统前的早期厌氧消化产生的有机酸和硫化氢也可能导致污泥膨胀的发生。硫磺菌的的贝氏硫菌、硫丝菌等能从硫化氢氧化中获取能量。而这么细菌以非常长的丝状性增殖，有时能长达1厘米，从而导致污泥膨胀的发生。
（4）污泥膨胀的一般解决办法 ①对于丝状菌的情况见表4
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表4 丝状菌污泥膨胀情况表
②应急措施
适用于临时应急，主要方法是投加药物增强污泥沉降性能或是直接杀死丝状菌。投加铁盐铝盐等混凝剂可以直接提高污泥的压密性保证沉淀出水。另外，投加一些化学药剂，如氯气，加在回流污泥中也可以达到消除污泥膨胀现象。投加过氧化氢和臭氧也可以起到破坏丝状菌的效果。
采用这种方法一般能较快降低SVI值，但这些方法并没有从根本上控制丝状菌的繁殖，一旦停止加药，污泥膨胀现象可以又会卷土重来。而且投药有可能破坏生化系统的微生物生长环境，导致处理效果降低，所以，这种办法只能做为临时应急时用。
③改善生化环境
污水厂发生污泥膨胀的时候，一般无法从工艺流程、池型和曝气方式的改变来解决，只能在正在运行的流程基础上通过改变生化池内的微生物生长环境来抑制或消除丝状菌的过度繁殖。在不同的工艺和水质的情况下，很难有一个放之四海而皆准的解决方案。但生化工艺常遇见的几种应该注意的问题必须加以注意。
③污水性质的控制
首先应该检查和调整pH值，当pH值低于5以下时，不仅对污泥膨胀会有利，而