O acúmulo de lodo é um problema que pode ocorrer em um método de tratamento de águas residuais conhecido como processo de lodo ativado. Esse tratamento envolve a introdução de uma combinação de ar e microorganismos, como bactérias aeróbicas e protozoários, em esgotos e resíduos orgânicos industriais para estimular o crescimento e a multiplicação. Os microrganismos se reúnem em torno do material orgânico suspenso do qual se alimentam, fazendo com que ele se assente e deixando um efluente relativamente limpo para posterior tratamento. O abaulamento do lodo é um problema que ocorre devido ao crescimento excessivo de alguns tipos de bactérias e dificulta o processo de sedimentação, turvando a água e ocasionando o lançamento de efluentes que não atendem aos padrões ambientais.
O processo de lodo ativado funciona por floculação, ou seja, agrupamento de partículas suspensas para formar massas maiores que se decantam na água. Águas residuais contendo grandes quantidades de pequenas partículas suspensas de matéria orgânica normalmente entram em um tanque onde os microrganismos apropriados são introduzidos, juntamente com ar suficiente para promover o crescimento e a multiplicação dos tipos corretos de bactérias e protozoários, permitindo assim que ocorra a floculação. Os microrganismos tendem a aderir ao material orgânico e uns aos outros, criando partículas relativamente grandes conhecidas como flocos. A água é retirada contínua ou periodicamente para um tanque clarificador, onde os flocos depositam no fundo. Parte do material sedimentado, ainda rico em microrganismos necessários para a floculação, é então reintroduzido no tanque de floculação para permitir a continuidade do processo.
Três tipos principais de acúmulo de lodo podem afetar o processo de sedimentação. O inchaço causado por bactérias filamentosas é a forma mais comum. Essas bactérias normalmente auxiliam no processo de floculação, pois os filamentos que elas produzem ajudam a prender as partículas suspensas e gerar flocos maiores e mais estáveis. No entanto, um número excessivo de bactérias filamentosas leva ao bulking, pois os filamentos podem se espalhar a partir de pequenas partículas de flocos e mantê-los separados uns dos outros, impedindo a formação de partículas maiores que se depositarão facilmente. Acredita-se que existam cerca de 25 tipos diferentes de bactérias filamentosas no lodo ativado, e todas podem causar problemas.
O volume de polissacarídeo, também conhecido como "volume de lodo", ocorre quando as bactérias no lodo ativado produzem muito polissacarídeo. Isso pode ocorrer quando a mistura é pobre em nutrientes ou oxigênio, ou quando a proporção de alimento para microrganismo (F/M) é muito alta. Os polissacarídeos, açúcares complexos que incluem amido, são produzidos fora das células bacterianas e permitem a floculação ajudando as bactérias a se ligarem. No entanto, se muito for produzido, pode impedir que o material assente.
O inchaço zoogleal é causado por uma superabundância da bactéria Zoogloea ramigera, um microrganismo formador de flocos com um padrão de crescimento dendrítico ou semelhante a uma árvore. Isso pode acontecer quando a relação F/M é muito alta ou em condições de baixo oxigênio. A bactéria é uma das principais contribuintes para a formação de flocos em condições normais, mas uma superabundância dessa espécie pode impedir o processo e levar a um tipo de abaulamento semelhante ao causado por bactérias filamentosas.
Vários métodos são usados para tratar ou prevenir o acúmulo de lodo. Amostras de águas residuais podem ser examinadas microscopicamente em intervalos regulares para monitorar a abundância de microorganismos que podem causar problemas. Quando um potencial problema é identificado, medidas podem ser tomadas com antecedência, por exemplo, um ajuste cuidadoso da taxa de retorno do lodo ativado ao tanque de floculação. Se já estiver volumoso, pode ser tratado adicionando coagulantes ou certos polímeros à água para estimular a floculação e a sedimentação. Outra abordagem é a cloração em um nível que inibe os filamentos bacterianos fora dos flocos, mas não penetra nos flocos, deixando os microorganismos internos benéficos ilesos.