污水處理廠(chǎng)的過(guò)曝氣是運行中的一種工況。正常運行下，污水氣體(曝氣量)、水(進(jìn)水水質(zhì)、水量)和污泥(活性污泥濃度)處于動(dòng)態(tài)平衡，但這種平衡會(huì )因外界環(huán)境因素的不斷變化而不斷被打破，進(jìn)而進(jìn)入新的平衡。過(guò)曝氣的定義是指在運行中，曝氣系統提供的氧氣比活性污泥系統中微生物降解污水中有機物所需的氧氣多，導致活性污泥系統中氧氣豐富，生物池中溶解氧含量過(guò)高(4mg/L以上)。
在操作人員的頭腦中，一個(gè)普遍的想法是，在過(guò)曝的情況下，活性污泥中的微生物會(huì )在降解污水中的有機物后開(kāi)始自我消耗，從而達到活性污泥的內源呼吸期，使活性污泥自我消化，從而降低活性污泥的產(chǎn)量。
在計算活性污泥產(chǎn)泥量的傳統公式中：
ΔX=Y(S0-Se)Q-KdVXV
ΔX：是每日增長(cháng)的揮發(fā)性污泥量(VSS)
Q：為每日進(jìn)水量
S0-Se：為每日進(jìn)出水的有機物BOD5的差值，也可以用COD，但要乘以一個(gè)B/C的系數。
Kd：活性污泥微生物的自身氧化率，生活污水一般比較低，在0.07左右。
Xv：曝氣池內的揮發(fā)性懸浮固體濃度，MLVSS
V：曝氣池體積。
從公式中可以看出，污泥的生長(cháng)主要來(lái)自有機物的去除量和污泥的自氧化量。污泥自身氧化率由于在生活污水中Kd值的取值會(huì )比較低為0.07，工業(yè)廢水中污泥的自氧化率在0.5~0.65。這兩個(gè)值對于之前的增長(cháng)量來(lái)說(shuō)是相對較低的值。正常滿(mǎn)負荷運行時(shí)，活性污泥的自氧化量會(huì )相對較小，但在污水處理廠(chǎng)運行初期，進(jìn)水不足；有機負荷不足的情況下，公式前端的值會(huì )比較小，后端的值會(huì )比較大。這時(shí)候污泥的增長(cháng)會(huì )很小甚至是負數。注意這種情況是進(jìn)水水質(zhì)水量決定的，也是平衡意義上的過(guò)曝的表現。
活性污泥的內源呼吸期，是在活性污泥絮凝體外界污水中的有機物已經(jīng)不能滿(mǎn)足微生物生長(cháng)所需的營(yíng)養，微生物開(kāi)始分解，代謝自身的細胞物質(zhì)，以維持生命活動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，微生物還在微弱增殖，但是速率遠低于自身的氧化速率，活性污泥量開(kāi)始減少，但是內源呼吸降解的是細胞內易降解的部分，對于難降解的細胞壁和細胞質(zhì)等物質(zhì)無(wú)法利用，因此活性污泥是不可能依靠?jì)仍春粑耆У?。也可以看到隨著(zhù)進(jìn)入到內源呼吸期以后，污泥量出現了下降，但是下降的趨勢平緩，遠遠達不到對數增殖期的增長(cháng)量。
在實(shí)際污水廠(chǎng)的進(jìn)水中，污泥產(chǎn)量不僅僅來(lái)自于微生物對有機物的降解過(guò)程的自我繁殖，還有一部分是進(jìn)水中的無(wú)機顆粒，這部分大部分以SS形式存在，特別是SS中的無(wú)機成分，是不可生物降解的，是構成污水廠(chǎng)污泥產(chǎn)量的另一個(gè)主要來(lái)源，這部分無(wú)機成分不論曝氣如何過(guò)量都是無(wú)法去除的，所以過(guò)曝的情況下，這部分污泥是無(wú)法減量的。在過(guò)曝的期間，部分的難降解的有機物并不能被常規的曝氣去除，在一些特殊的工業(yè)廢水中，盡管通過(guò)40～50小時(shí)的曝氣，仍有部分難降解COD存在，并且活性污泥的數量并沒(méi)有預期中大量減少。在污水廠(chǎng)的工藝調整中通過(guò)過(guò)量曝氣來(lái)大量減少污泥產(chǎn)量的做法很少應用到工程實(shí)際中來(lái)，更多的是通過(guò)精細的工藝管理，合理的生物控制，有效的去除無(wú)機顆粒，充分挖掘生物作用等方式來(lái)減少污泥產(chǎn)量等
在一些研究中表明活性污泥在F/M低的情況下，曝氣池中的微生物耗盡污水中的食物時(shí)，會(huì )在其細胞周?chē)判钩鲆粚诱承员∧ひ簿褪荅PS。曝氣池內的保持的活性污泥的懸浮狀態(tài)使細胞周邊的EPS碰撞并最終粘合在一起，形成更大更多的絮狀物，這也是非絲狀膨脹的一種表現，在表觀(guān)上就是污泥的生物泡沫的大量出現，結合當時(shí)的環(huán)境因素，容易誘發(fā)污泥膨脹。
過(guò)量曝氣不僅僅帶來(lái)污泥增殖還是減量的困擾，對工藝運行也造成更多的問(wèn)題，除了上述的污泥泡沫和非絲狀菌的膨脹問(wèn)題以外，污水廠(chǎng)過(guò)量曝氣會(huì )導致內回流的硝化液中含有大量的游離氧，不利于反硝化區的缺氧環(huán)境的形成，過(guò)量曝氣還會(huì )造成污泥老化，細小的活性污泥絮體從絮凝體上剝離開(kāi)，在二沉池形成云霧狀的懸浮物，造成出水水質(zhì)的惡化，還有最重要的是過(guò)量曝氣使污水廠(chǎng)的能耗居高不下，造成能源的浪費。
在一些污水廠(chǎng)可以通過(guò)合理的風(fēng)機組合來(lái)降低曝氣量，但是有些污水廠(chǎng)的風(fēng)機設備沒(méi)有多種組合，過(guò)量曝氣可以通過(guò)間歇運行曝氣風(fēng)機來(lái)進(jìn)行，很多污水廠(chǎng)擔心間歇曝氣會(huì )導致曝氣裝置(曝氣管、曝氣盤(pán))堵塞，或者活性污泥的懸浮狀態(tài)無(wú)法形成，在實(shí)際中一些污水廠(chǎng)已經(jīng)進(jìn)行間歇曝氣的運行，包括一些工藝設計就為間歇曝氣的運行方式，都已經(jīng)表明，間歇運行不會(huì )改變活性污泥的基本特性，可以在實(shí)際中進(jìn)行使用。
過(guò)量曝氣帶來(lái)的工藝運行問(wèn)題在日常運行中是多數工藝問(wèn)題的來(lái)源，需要污水廠(chǎng)的運行人員認真面對，并采取足夠的重視，合理的調控曝氣量，不應利用過(guò)曝來(lái)簡(jiǎn)單的消減泥量而帶來(lái)更為復雜的工藝運行問(wèn)題，合理的、適應的、精準的、節能的曝氣量的管控是今后污水廠(chǎng)運行的主要方向。