活性污泥膨胀是污水处理工艺运行的挑战。长期研究和实践总结了许多有效的控制方法,如选择器控制、日常运行参数调整、投加消毒剂等,但还缺乏工程应用和验证。本研究针对北方某污水处理厂冬季微丝菌型污泥膨胀现象,研究了污泥膨胀原因、工艺调整方法和应急处理技术,最后提出了比较实用的活性污泥膨胀的预警与控制策略。本文在文献综述和现场调查的基础上,首先研究了有机物负荷及负荷梯度变化对微丝菌生长的影响。采用模拟反应器比较了AAO、AO和多点回流工艺的微丝菌状态,发现有机物负荷梯度及负荷梯度变化是影响微丝菌生长和种类变化的关键因素,并确定了抑制微丝菌生长的最低负荷条件。其次,研究和优化了二沉池前加药强化活性污泥絮凝性能的工艺条件,用于有效处理早期污泥膨胀。通过批量实验确定了絮凝剂投加对控制污泥膨胀的明显贡献,并研究了污泥粒径分布、污泥沉降性能及沉淀池运行状态的变化特征。利用二沉池状态点图,建立了絮凝剂投加量的优化计算方法,并进行了投入产出分析。第三,研究和优化了投加次氯酸盐控制污泥膨胀的工艺条件,用于快速应急控制污泥膨胀。该技术的关键是协调灭活微丝菌和保持功能细菌活性的矛盾。通过显微镜检测、重力沉降测试和氨氧化活性测定等实验,研究了投加量对丝状菌状态、污泥粒径与沉降速度、氨氧化速率等的影响,得到了药剂改善污泥沉降速度和抑制氨氧化活性的定量模型,并提出了根据二沉池表面负荷和进水氨氮负荷优化次氯酸盐投加量的方法。最后,集成上述活性污泥膨胀的控制方法和研究结果,结合案例污水处理厂的实际情况和运行数据,提出了活性污泥膨胀的预警条件及污泥膨胀控制策略,可供污水处理工艺运行人员借鉴。