污泥脫氮上浮是由于污泥反硝化作用產生氣體。污水在二沉池中經過長時間停留會造成缺氧（DO在0.5mg/L以下），則反硝化菌會使硝酸鹽轉化成氨和氮氣，在氨和氮氣逸出時，污泥吸附氨和氮氣而上浮使污泥沉降性降低。外在觀感為上浮污泥色澤較淡，有時帶鐵銹色。