Bùn hoạt tính là nơi cư trú của hàng tỷ vi sinh vật. Chính hoạt động trao đổi chất của chúng giúp bùn hoạt tính có khả năng phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ.
Các vi sinh vật trong bùn hoạt tính tiêu thụ oxy khi phân hủy chất hữu cơ. Do đó, oxy hòa tan được thêm vào nước, một quá trình được gọi là sục khí, để nâng cao hiệu quả. Nhu cầu nitơ và phốt pho đối với vi sinh vật trong bùn hoạt tính là BOD5:N:P=100:5:1.
Trong hoạt động và quản lý hàng ngày, điều quan trọng là phải ngăn ngừa hiện tượng đóng cặn, nhiễm độc và lão hóa bùn.
Số lượng lớn dạng sợi: Độ ẩm bình thường là khoảng 99%. Khi xảy ra hiện tượng phồng sợi, độ ẩm tăng lên và thể tích nở ra. Để ngăn ngừa hiện tượng phồng lên, nên tăng tần suất kiểm tra bằng kính hiển vi trong quá trình vận hành hàng ngày. Sau khi phát hiện thấy sự gia tăng vi khuẩn dạng sợi, trạng thái vận hành của quy trình phải được điều chỉnh kịp thời hoặc phải bổ sung thêm các tác nhân hóa học để ức chế sự phát triển quá mức của vi khuẩn dạng sợi.
Lão hóa bùn: Các nguyên nhân chính gây lão hóa bùn bao gồm loại bỏ bùn không kịp thời, tuổi bùn quá dài, tải lượng nước vào thấp kéo dài và sục khí quá mức. Biết được nguyên nhân sẽ cho phép đưa ra các giải pháp có mục tiêu. Ví dụ, tuổi bùn quá dài đòi hỏi phải tăng khả năng loại bỏ bùn; giảm tải lượng nước vào đòi hỏi phải giảm nồng độ bùn hoặc bổ sung nguồn carbon; và sục khí quá mức đòi hỏi phải giảm sục khí xuống mức hợp lý (2-3 mg/L).
Ngộ độc bùn: Đây là tình huống đáng sợ nhất. Ngộ độc chủ yếu bắt nguồn từ nước thải công nghiệp chứa lượng lớn hóa chất. Ngộ độc cấp tính có thể xảy ra dễ dàng.
Các biện pháp sơ cứu sau khi bị ngộ độc:
1. Việc ngăn chặn ngay sự xâm nhập của các chất độc hại là bước quan trọng nhất.
2. Đối với các chất độc hại đã có trong bể xử lý sinh học, phương pháp hữu hiệu duy nhất là pha loãng hiệu quả dung dịch hỗn hợp trong bể xử lý sinh học.
3. Tận dụng việc loại bỏ bùn để chống lại tác động của các chất độc hại. Giới hạn loại bỏ bùn phụ thuộc vào tỷ lệ thức ăn-trên-vi khuẩn, với mức kiểm soát tối đa là khoảng 0,5.