A hipótese mais amplamente aceita em relação ao mecanismo de formação de flocos de lodo ativado é o efeito de ponte entre polímeros extracelulares e bactérias filamentosas. Portanto, o problema de separação de lodo-água em sistemas de lodo ativado também pode ser explicado a partir dos seguintes aspectos:
1. Crescimento disperso
Acredita-se que o crescimento disperso, também conhecido como anti{0}}floculação ou desintegração de lodo, seja principalmente devido à falta de polímeros extracelulares ou à interferência com o efeito de ponte desses polímeros, impedindo que os microrganismos do lodo ativado adiram uns aos outros. Os fatores que podem levar ao crescimento disperso incluem: crescimento excessivo de bactérias não{2}}floculantes; uma baixa proporção de cátions divalentes (por exemplo, íons de cálcio e magnésio) para cátions monovalentes (íons de potássio e sódio); o efeito anti-floculação dos biossurfactantes; envenenamento por lodo devido à introdução de toxinas; um aumento acentuado na relação F/M causado por cargas de choque ou perda de lama; e acidificação e desintegração de grandes-áreas de lodo anaeróbico no tanque de aeração.
Esses flocos variam muito em tamanho; flocos maiores afundam rapidamente, enquanto flocos menores afundam lentamente, formando uma camada descontínua com um sobrenadante turvo.
2. Flocos de lodo-em forma de agulha
Quando os flocos de lodo ativado contêm apenas bactérias semelhantes a flocos e nenhuma bactéria filamentosa, eles normalmente são muito pequenos (até 75 µm), soltos e quebradiços. Esses flocos são chamados de flocos de lodo em forma de agulha.
Quando a biofloculação é ineficaz, esses flocos são facilmente fragmentados pelo fluxo turbulento no tanque de aeração, especialmente quando se utiliza aeração mecânica ou grandes difusores de bolhas. Além disso, várias bombas, barragens de gravidade e tubos tortuosos podem criar turbulência, cortando ainda mais esses flocos em pequenos pedaços. Quando a carga de lodo (F/M) é muito baixa, o envelhecimento do lodo também pode levar à formação de flocos de lodo em forma de agulha.
Esses flocos variam consideravelmente em tamanho; flocos maiores sedimentam rapidamente, enquanto flocos menores sedimentam lentamente, formando uma camada descontínua com um sobrenadante turvo.
3. Flocos suspensos dispersos
Às vezes, flocos soltos podem ser vistos suspensos na superfície do tanque de decantação secundário, mas o efluente permanece claro. Os testes de sedimentação mostraram que a velocidade de sedimentação do lodo era lenta. Este fenômeno é chamado de suspensão de flocos soltos. A principal razão é que a carga de lodo (F/M) é muito alta, os microrganismos do lodo ativado estão na fase de crescimento logarítmico, resultando em um alto nível de energia no lodo ativado, forte atividade microbiana, textura de flocos de lodo solto, má formação de flocos e dificuldade de sedimentação. Quando a carga de lodo é reduzida adequadamente, os flocos soltos podem desaparecer.