污泥膨胀是活性污泥法系统常见的一种异常现象，是指由于某种因素的改变，活性污泥质量变轻、膨大、沉降性能恶化，SVI值不断升高，不能在二沉池内进行正常的泥水分离，二沉池的污泥面不断上升，最终导致污泥流失，使曝气池中的MLSS浓度过度降低，从而破坏正常工艺运行的污泥，这种现象称为污泥膨胀。
污泥膨胀总体上可以分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀两大类。丝状菌膨胀是活性污泥絮体中的丝状菌过度繁殖而导致的污泥膨胀，非丝状菌膨胀是指菌胶团细菌本身生理活动异常、黏性物质大量产生导致的污泥膨胀。