活性污泥为了进行正常的生长、繁殖，除了需要碳源外，还需要多种营养物质才能保证其正常的生长代谢活动，并维持微生物种类的动态平衡和生物活性。若底物中缺少这些营养物质，会抑制或终止许多生物化学反应，降低营养敏感型微生物的活性和底物降解能力，改变微生物种类和数量，促使丝状菌等低营养型微生物的过量生长，产生污泥膨胀问题。在工业废水和城市污水处理厂中，较常见的情况是缺乏氮和磷两种营养物质。通常认为氮、磷和碳之间应有适当的比例，一般经验提出的比例通常为BOD5：N:P=100：5：1。

      有研究表明，目前国内有许多污水厂是由于氮或磷营养物质缺乏出现污泥膨胀问题。也有一些污水厂曾发生由于营养物质缺乏引起污泥膨胀。

      丝状菌的比表面积相对其他菌胶团细菌来说要大些，其可适合一个较宽的营养物质含量范围，而且在低底物浓度条件下，具有较强的积累能力。另外，许多丝状菌对营养物质有较强的亲和力。当氮、磷含量相对BOD5的比例不足时，丝状菌比其他微生物较易利用底物，维持正常生活，进行生长繁殖。而在这种情况下，活性污泥中其他微生物，由于氮、磷得不到满足，以致逐渐衰退，于是就易发生丝状菌污泥膨胀。

      不同微生物的化学组成不同，所适应的最佳生长环境也不尽相同。某些类型的丝状菌可生长在氮含量低的环境中，而某些类型的丝状菌可生长在缺乏磷的环境中。

      丝状菌污泥膨胀的致因微生物之一的白地霉，在氮和磷不足的废水中，能比较迅速增殖。有研究表明，当氮、磷营养元素同时缺乏时，就会引起丝状菌过量生长的丝状菌污泥膨胀，相关研究发现，在膨胀的污泥中通常磷含量较少。若磷的含量以P/MLSS表示，当P/MLSS<3%时，SVI升高，容易发生污泥膨胀；当P/MLSS>3%时，则很少发生污泥膨胀。通过对氮、磷联合对污泥沉降性能影响的研究发现，对于低的氮浓度，较低的P/C（磷含量以P/C来表示）就可以维持低的SVI值；而对于高的氮浓度，则需要较高的P/C才能维持低的SVI值。这表明在活性污泥系统中需要维持C、N、P的平衡关系。

      另外，当废水中氮源、磷源不足时，相对而言就是碳源较多。在这种情况下，如果糖类物质较多，代谢产物多糖类高黏性物质增加，使得活性污泥易于发生非丝状菌性膨胀。有研究表明，在处理面包酵母废液时，碳和磷都充足，只缺乏氮时，容易引起非丝状菌污泥膨胀。国内彭永臻课题组的研究也发现进水中仅缺乏一种营养物质（氮或磷）时容易发生非丝状菌污泥膨胀。

      所以氮磷等营养物质对污泥膨胀的影响也是较大的，这一点在实际污水厂运行中，是一个不容忽视的点。合理的补充氮磷来保证正常的污水厂运行是十分必要的。