即使曝气池处于运行良好的情况下，活性污泥中最重要的两种物质——丝状菌和菌胶团细菌也并不是一成不变的，而是处于一种动态的平衡当中。
当活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌处于平衡状态时，丝状菌作为污泥絮体的骨架，菌胶团细菌附着在其表面，形成结构紧密、沉降性良好的污泥絮体。这时候曝气池处理效果良好，污泥进入到二沉池后，沉降性能也非常好。
正因为发育得良好，所以菌胶团细菌和丝状菌都在不断增长，污泥絮体在不断增长。随着絮体的尺寸增加到某一临界值后，污泥絮体的内部形成了不利于菌胶团细菌和丝状菌生长繁殖的条件，这时候丝状菌伸展出来，污泥的沉降性能变差。直至到某一阶段，污泥絮体开始解体，污泥的沉降性能变得更差。破碎后的污泥又利于菌胶团的生长，菌胶团可以直接从溶液中吸取营养，随后又附着丝状菌之上，随后污泥絮体又开始增长。这便是正常情况下活性污泥的运行状态。
那么接下来的问题是，污泥膨胀到底是哪一部分出现了问题呢，是谁破坏了平衡?哪一环节出现了问题?到底是菌胶团细菌生长变差了还是丝状菌的生长变强了;或者是二者兼而有之?没有人能说得清。可能的猜测是因为环境变差了，丝状菌比菌胶团细菌更能适应差的环境，因此丝状菌大量的繁殖而菌胶团的数量减少了。这种观点意味着对于这个所谓的外部环境，丝状菌与菌胶团是一种竞争关系，可这只是一种假设。事实的情况是，丝状菌也分三十多种，不同的丝状菌所适应的环境不同。
正是由于我们并未完全了解清楚丝状菌，因此在面对丝状菌引起的污泥膨胀时，往往会显得力不从心。经常会发现有时候某种方法非常起效，下一次污泥膨胀时满怀信心按上一次的办法去处理的时候，却毫无效果。
如果直至今天，我们还把丝状菌膨胀只看成一种类型的突发情况，我们将不可能有效地解决丝状菌膨胀。正确的做法应该是：把丝状菌膨胀进行更细小的分类，思考是什么类型的丝状菌膨胀，这种类型的丝状菌有什么特点，针对这些特点我们有什么好的方法。
第一种是球衣菌引起的污泥膨胀。
尽管丝状菌有很多种，但并不是每一种丝状菌都可能引发污泥膨胀。常见的可引起丝状菌污泥膨胀的一种叫做球衣菌。
球衣菌属在丝状菌集体中显得很特别，因为大部分的丝状菌都属于贫营养细菌(也就是说，在有机质降低的情况下，这类丝状菌可能会膨胀)，而球衣菌却容易在富营养环境当中大量增殖。有机质含量高是其增殖的一个必要条件，另外一个必要条件是曝气池的氧含量低。两种条件具备以后很容易导致球衣菌成为优势种群，进而引发污泥膨胀。
针对球衣菌引起的污泥膨胀，处理方法一般是减少剩余污泥的抽取量，从而增加曝气池的MLSS，与此同时增加曝气池的鼓风量。我们可以这样理解，增加了曝气池的MLSS，也就意味着曝气池内的F/M值降低了，降低了曝气池内营养物质的含量，曝气池中由富营养环境变成了中营养或者贫营养环境。增加曝气池鼓风量，则意味着曝气池内的氧含量增高了。两者结合，破坏了球衣菌生长最适宜的环境。
第二种是由进水中含有的硫离子浓度较高引发的污泥膨胀，这种情况又可以分为两种：其一，主要是以021N型丝状菌的大量增殖引起的污泥膨胀。其二，发硫菌的大量增殖引起的污泥膨胀，这两种细菌往往难以区分。
但由于需要采取的措施不同，因此区分二者也就成为了我们必须要做的事情。
食源上说两种细菌的共同点是两者都以硫离子为食。不同点是021N型丝状菌同时还以低级的有机物为食，而发硫菌则只以为硫离子为食。从形态学上来看，在显微镜下021N型丝状菌要比发硫菌显得更为柔软。在显微镜下的观察辨别需要非常仔细才行，一般来说通常需要放大400倍才足以区分21号细菌和发硫菌。
针对发硫菌和021N型丝状菌应采取不同的处理方法。
对于021N型丝状菌由于其属于好氧菌，食物又为低级的有机酸，自然我们会想到降低低级有机酸的含量来抑制021N型丝状菌的繁殖。最好的方法是利用其它细菌把有机酸消耗掉。在好氧池前面设置厌氧池，既可以利用厌氧菌消耗掉低级有机酸，同时由于环境为厌氧环境，021N型丝状菌不能有效的繁殖。等污水进入好氧池后，低级有机酸已经被消耗殆尽，021N型丝状菌由于缺乏营养同样不能繁殖。这样通过分离021N型丝状菌大量繁殖的两个必要条件，我们可以抑制021N型丝状菌的膨胀。
控制发硫菌污泥膨胀的方法主要是通过二沉池出水，或者用消毒后的出水来稀释来水的方法进行。由于二沉池出水以及消毒后的出水氧含量比较高，会把来水中的硫离子氧化成为硫酸根或者亚硫酸根离子，相当于破坏了发硫菌的食物来源，通过这种方法，可以抑制发硫菌引起的污泥膨胀。
第三种丝状菌引起的污泥膨胀为除上述两种情况以外的其他丝状菌引起的污泥膨胀。
如果发现丝状菌既不是球衣菌，也不是021N型丝状菌的时候，我们可以归之为一般的丝状菌污泥膨胀。这类丝状菌属于贫营养细菌，增加有机质的含量有利于抑制这类丝状菌的增殖。因此需要采取的方法是增加抽取剩余污泥的量，降低曝气池中的MLSS，通过增加F/M值来抑制这类丝状菌引起的污泥膨胀。
