非丝状菌膨胀是由于菌胶团细菌本身生理活动异常，导致活性污泥沉降性能恶化的现象，可分为两种。

第一种非丝状菌膨胀是由于进水口含有大量的溶解性糖类有机物，使污泥负荷万7材太高，而进水中又缺乏足够的N、P等营养物质或混合液内溶解氧含量太低。高万7衬时，细菌会很快把大量的有机物吸人体内，而由于缺乏N、P或DO，就不能在体内进行正常的分解代谢，此时细菌会向体外分泌出过量的多聚糖类物质。这些多聚糖类物质由于分子中含有很多经基而具有较强的亲水性，使活性污泥的结合水高达400％以上，远远高于100％左右的正常水平。结果使活性污泥呈翻性的凝胶状，在二沉池内无法进行有效的泥水分离及浓缩，因此这种污泥膨胀有时又称为勃性膨胀。

第二种非丝状菌膨胀是由于进水中含有大量的有毒物质，导致活性污泥中毒，使细菌不能分泌出足够的戮性物质，形不成絮体，因此也无法在二沉池进行有效的泥水分离及浓缩。这种污泥膨胀有时又称为非猫性膨胀或离散性膨胀。