活性污泥丝状膨胀的成因有环境因素和微生物因素。主导因素是丝状微生物过度生长。促进丝状微生物过度生长的环境因素有以下几种。
（1）温度
构成活性污泥的各种细菌最适生长温度在30 ℃左右。菌胶团细菌如动胶菌属的最适生长温度在28～30 ℃，10 ℃下生长缓慢，45 ℃不长。浮游球衣菌最适温度在25～30 ℃，生长温度在15～37 ℃。从菌胶团和丝状细菌的最适温度看，虽然差别不大，但菌胶团细菌为严格好氧菌，浮游球衣菌是好氧和微量好氧菌，由于温度影响氧的溶解度，因此，在低溶解氧的条件下，浮游球衣菌竞争氧的能力远强于菌胶团细菌而优势生长。
（2）溶解氧（DO）
菌胶团细菌和浮游球衣菌等丝状细菌对溶解氧的需要量差别大。浮游球衣菌是好氧和微量好氧菌，对环境的适应性强，在微量好氧条件下，仍正常生长。如贝日阿托氏菌、发硫菌微量好氧，DO为0.5 mg/L时生长最好。温度在25～30℃的条件下，在有机废水中溶解氧匮乏，丝状细菌呈优势生长，故很容易引起活性污泥丝状膨胀。
（3）可溶性有机物及其种类
几乎所有的丝状细菌都能吸收可溶性有机物，尤其是低分子的糖类和有机酸。在运行过程中，有机物因缺氧不能降解彻底，积累大量有机酸，为丝状细菌创造营养条件，使丝状细菌优势生长。甚至自养的发硫菌也能利用低浓度的乙酸盐。
（4）有机物浓度（或有机负荷）
浮游球衣菌在含葡萄糖和蛋白质各5g/L的培养基中不长衣鞘，不形成丝状体而呈大的单个细胞存在，菌落接近圆形，边缘光滑。在含葡萄糖和蛋白质各1g/L的低浓度培养基中，浮游球衣菌形成小细胞而呈丝状体，外披衣鞘，甚至呈假分枝茂盛生长，菌落为粗糙型。在生活污水和食品工业等有机废水中，BOD5在100～200 mg/L，往往会使浮游球衣菌和菌胶团细菌的数量比例增大，浮游球衣菌的数量超过60%以上，占优势而导致活性污泥丝状膨胀。
动胶菌属在试验培养基中，当碳氮比大于10时，呈絮状生长；若碳氮比小于10，不凝聚碳氮比低至5时分散生长。有时生活污水和工业废水的碳氮比很低，活性污泥中呈絮状的动胶菌属不多见，而是分散性的动胶菌属和其他菌胶团细菌一起形成大颗粒的絮凝体。工业废水生物处理过程中也会发生活性污泥丝状膨胀，如含硫化染料的印染废水和屠宰废水等。
此外，可能还会因pH变化而引起活性污泥丝状膨胀。
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