正常活性污泥沉降性能良好，含水率在98%以上。当污泥变质时，污泥不易沉淀，svi值较高，污泥结构松散和体积膨胀，颜色也有异变，这就是污泥膨胀。污泥膨胀主要是丝状菌大量繁殖所引起的。
一般污水中碳水化合物较多，缺乏氮、磷、铁等养料，溶解氧不足，水温高或ph值较低都容易引起大量丝状菌繁殖，导致污泥膨胀，此外，超负荷、污泥龄过长或有机物浓度剃度过小等，也会引起污泥膨胀，排泥不畅则易引起结合水性污泥膨胀。
为防止污泥膨胀，首先应加强操作管理，经常监测污水水质、曝气池溶解氧、污泥沉降比、污泥指数和进行显微镜观察等，如发现不正常现象，就需要采取预防措施，一般可调整、加大曝气量，及时排泥，有可能采取分段进水，以减轻二沉池的负荷。
发生污泥膨胀解决的办法是针对引起污泥膨胀的原因采取措施，当缺氧或水温高等可以加大曝气量或降低进水量以减轻污泥负荷，或适当降低污泥浓度，使需氧降低等，如污泥负荷过高可适当提高污泥浓度，以调整负荷，必要时还要停止进水，闷曝一段时间。如缺氮、磷、铁等养料，要投加硝化污泥或氮、磷、铁等，如ph过低，可投加石灰等调ph，若污泥流失量大，可投加氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生长，也可投加漂白粉或液氯，抑制丝状菌生长，特别能控制结合水性污泥膨胀。也可投加石棉粉末、硅藻土、粘土等惰性物质，降低污泥指数。
污泥解体：处理水质浑浊，污泥絮体微细化，处理效果变坏等则是污泥解体的现象。导致这种异常现象的原因有运行中的问题，也有可能是污水中混入了有毒物质。运行不当，如曝气过量，会使污泥生物营养的平衡遭破坏，使微生物量减少而失去活性，吸附能力下降，絮凝体缩小质密度，一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质浑浊，svi指数降低等。当污水中存在有毒物质时，微生物受到抑制或伤害，净化功能下降或完全停止，从而使污泥失去活性。一般可通过显微镜来观察并判别产生的原因，当鉴别是运行的原因时，应当对污水量、回流污泥量、空气量和排泥状况以及svi、污泥浓度、do、污泥负荷等多项指标进行监测，加以调整。当污水中混有有毒物质时，应考虑这是新的工业废水，需查明来源进行处理。
污泥腐化：在二沉池可能由于污泥长期停滞而产生厌氧发酵生产气体，从而使大块污泥上浮的现象，它与污泥脱氮上浮不同，污泥腐败变黑，产生恶臭。此时也不是全部上浮，大部分污泥也是通过正常的排出或回流。只有沉积在死角长期停滞的污泥才腐化上浮。防止的措施是：安设不使污泥外溢的浮渣清除设备；消除沉淀池的死角；加大池底坡度或改善刮泥设施，不使污泥停滞于池底。
污泥上浮：污泥在二沉池呈块状上浮现象，并不是由于腐败所造成的，而是在于在曝气池内污泥泥龄过长，硝化进程较高，在沉淀池内产生了反硝化，氮呈气体脱出附着的污泥，从而使污泥比重降低，整块上浮。此时，应增加污泥回流量或剩余污泥排放量。
泡沫问题：曝气池中产生泡沫，主要原因是，污水中存在着大量洗涤剂或其它起泡沫的物质。泡沫可给生产运行带来一定的困难，如影响操作环境，带走大量的污泥。当采用机械曝气时，还能影响叶轮的冲氧能力。消除泡沫的措施有：分段注水以提高混合液的浓度，进行喷水或投加消泡剂。