活性污泥是一種好氧生物處理方法，活性污泥基本概念是1912年英國的克拉克（Clark）和蓋奇（Gage）發現的。他們對污水長時間曝氣會產生污泥，同時水質會得到明顯的改善。繼而阿爾敦（Arden）和洛開脫（Lockgtt）對這一現象進行了研究。

曝氣試驗是在瓶中進行的，每天試驗結束時把瓶子倒空，第二天重新開始，他們偶然發現，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附著污泥時，處理效果反而好。由于認識了瓶壁留下污泥的重要性，他們把它稱為活性污泥。

隨后，他們在每天結束試驗前，把曝氣后的污水靜止沉淀，只倒上層凈化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，這樣大大縮短了污水處理的時間。

1916年，應用這個試驗的工藝建成的第一個活性污泥法污水處理廠。在顯微鏡下觀察這些褐色的絮狀污泥，可以見到大量的細菌，還有真菌，原生動物和后生動物，它們組成了一個特有的生態系統。正是這些微生物（主要是細菌）以污水中的有機物為食料，進行代謝和繁殖，才降低了污水中有機物的含量。

工作原理
活性污泥中復雜的微生物與廢水中的有機營養物形成了復雜的食物鏈。先擔當凈化任務的是異氧菌和腐生性真菌，細菌特別是球狀細菌起著關鍵的作用，優良運轉的活性污泥，是以絲狀菌為骨架由球狀菌組成的菌膠團。沉降性好，隨著活性污泥的正常運行，細菌大量繁殖，開始生長原生動物，是細菌一次捕食者。活性污泥常見的原生動物有鞭毛蟲、肉毛蟲、纖毛蟲和吸管蟲。活性污泥成熟時固著型的纖毛蟲、種蟲占優勢；后生動物是細菌的二次捕食者，如輪蟲、線蟲等只能在溶解氧充足時才出現，所以當出現后生動物時說明處理水質好轉標志。其性能指標包括：混合液懸浮固體 （MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指數[污泥體積指數（SVI），污泥密度指數（SDI）。

微生物群體主要包括細菌，原生動物和藻類等．其中，細菌和原生動物是主要的二大類．活性污泥的性能指標包括：混合液懸浮固體（MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指數[污泥體積指數（SVI），污泥密度指數（SDI）。

混合液懸浮固體濃度（mixed liquor suspended solids，MLSS），又稱為混合液污泥濃度，表示在曝氣池單位容積混合液內所含的活性污泥固體的總重量，即 MLSS=Ma+Me+Mi+Mii

Ma--具有代謝功能活性的微生物群體；
Me--微生物（主要是細菌）內源代謝、自身氧化的殘留物；
Mi --由原污水挾入的難為細菌降解的惰性有機物質；
Mii--由污水挾入的無機物質。

表示單位為mg/L混合液，或g/L混合液，g/m3混合液，kg/m3混合液。

混合液揮發性懸浮固體濃度（mixed liquor volatile suspended solids，MLVSS），表示混合液活性污泥中有機性固體物質部分的濃度，即

MLVSS=Ma+Me+Mi
MLVSS與MLSS的比值以f表示，即
f=MLVSS/MLSS

在一般情況下，f值比較固定，對生活污水，f值為0.75左右。以生活污水為主體的城市污水也同此值。

以上兩項指標都不能精確地表示活性污泥微生物量，而表示的是活性污泥的相對值。但因為其測定簡便易行，應用于活性污泥處理系統的設計、運行。

污泥沉降比（settling velocity，SV），又稱30min沉降率。混合液在量筒內靜置30min后所形成沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分率，以%表示。

污泥容積指數（sludge volume index，SVI），簡稱污泥指數，其物理意義是在曝氣池出口處的混合液，在經過30min靜沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占的容積，以mL計。
污泥容積指數的計算式為：
SVI= 混合液（1L）30min靜沉形成的活性污泥容積（mL）/混合液（1L）中懸浮固體干重（g）

=(SV（mL/L）)/(MLSS（g/L）)

SVI的表示單位為mL/g，習慣上只稱數字，而把單位略去。