Pęcznienie osadu to problem, który może wystąpić w metodzie oczyszczania ścieków znanej jako proces osadu czynnego. Ta obróbka polega na wprowadzeniu kombinacji powietrza i mikroorganizmów — takich jak bakterie tlenowe i pierwotniaki — do ścieków i przemysłowych odpadów organicznych w celu pobudzenia wzrostu i rozmnażania. Mikroorganizmy gromadzą się wokół zawieszonego materiału organicznego, którym żywią się, powodując jego osiadanie z zawiesiny i pozostawianie względnie czystych ścieków, aby przejść do dalszej obróbki. Pęcznienie osadu to problem, który pojawia się z powodu nadmiernego rozwoju niektórych rodzajów bakterii i utrudnia proces osiadania, powodując mętność wody i prowadząc do uwolnienia ścieków, które nie spełniają norm środowiskowych.
Proces osadu czynnego działa na zasadzie flokulacji — zlepiania się zawieszonych cząstek w celu utworzenia większych mas, które osadzają się w wodzie. Zazwyczaj ścieki zawierające duże ilości małych, zawieszonych cząstek materii organicznej trafiają do zbiornika, w którym wprowadzane są odpowiednie mikroorganizmy, wraz z powietrzem wystarczającym do pobudzenia wzrostu i namnażania odpowiednich rodzajów bakterii i pierwotniaków, umożliwiając flokulację. Mikroorganizmy mają tendencję do przyklejania się do materiału organicznego i do siebie nawzajem, tworząc stosunkowo duże cząstki zwane kłaczkami. Woda jest stale lub okresowo odprowadzana do zbiornika klarującego, gdzie kłaczki osadzają się na dnie. Część osiadłego materiału, wciąż bogatego w mikroorganizmy wymagane do flokulacji, jest następnie ponownie wprowadzana do zbiornika flokulacji, aby umożliwić kontynuację procesu.
Trzy główne rodzaje pęcznienia osadu mogą wpływać na proces osadzania. Najczęstszą formą jest spęcznianie spowodowane przez bakterie nitkowate. Bakterie te zwykle wspomagają proces flokulacji, ponieważ wytwarzane przez nie włókna pomagają wychwytywać zawieszone cząstki i wytwarzać większe, bardziej stabilne kłaczki. Nadmierne ilości bakterii nitkowatych prowadzą jednak do pęcznienia, ponieważ włókna mogą wystawać z małych cząstek kłaczków i utrzymywać je oddzielone od siebie, zapobiegając tworzeniu się większych cząstek, które łatwo osadzają się. Uważa się, że w osadzie czynnym znajduje się około 25 różnych rodzajów bakterii nitkowatych, z których wszystkie mogą powodować problemy.
Pęcznienie polisacharydów, znane również jako „pęcznienie śluzu”, ma miejsce, gdy bakterie osadu czynnego wytwarzają zbyt dużo polisacharydów. Może się to zdarzyć, gdy mieszanka ma niską zawartość składników odżywczych lub tlenu lub gdy stosunek pokarmu do mikroorganizmów (F/M) jest zbyt wysoki. Polisacharydy — cukry złożone, które zawierają skrobię — są produkowane poza komórkami bakteryjnymi i umożliwiają flokulację, pomagając bakteriom w sklejaniu się. Jeśli jednak wyprodukuje się zbyt dużo, może to zapobiec osiadaniu materiału.
Pęcznienie Zoogleal jest spowodowane nadmiarem bakterii Zoogloea ramigera, mikroorganizmu tworzącego kłaczki o dendrytycznym lub przypominającym drzewo wzorze wzrostu. Może się to zdarzyć, gdy stosunek F/M jest zbyt wysoki lub w warunkach niskiego poziomu tlenu. Bakteria jest jednym z głównych czynników przyczyniających się do tworzenia kłaczków w normalnych warunkach, ale nadmiar tego gatunku może utrudniać ten proces i prowadzić do podobnego rodzaju pęcznienia do tego wywoływanego przez bakterie nitkowate.
W celu leczenia lub zapobiegania pęcznieniu osadu stosuje się szereg metod. Próbki ścieków można badać mikroskopowo w regularnych odstępach czasu, aby monitorować liczebność mikroorganizmów, które mogą powodować problemy. W przypadku zidentyfikowania potencjalnego problemu można z wyprzedzeniem podjąć działania — na przykład staranne dostosowanie szybkości powrotu osadu czynnego do zbiornika flokulacji. Jeśli pęcznienie już ma miejsce, można je poddać obróbce, dodając do wody koagulanty lub określone polimery, aby pobudzić flokulację i osadzanie. Innym podejściem jest chlorowanie na poziomie, który hamuje włókna bakteryjne na zewnątrz kłaczków, ale nie przenika do kłaczków, pozostawiając pożyteczne mikroorganizmy wewnętrzne nienaruszone.