便血且大便时肛门疼痛可能由以下原因引起：
1.肛裂：肛管皮肤全层纵行裂开并形成感染性溃疡，典型表现为肛门疼痛、便血和便秘。肛门视诊可发现肛裂“三联征”，即肛裂、前哨痔和肛乳头肥大。
2.内痔：以便血和脱出为主要症状，多为无痛软性肿块。内痔发展到一定程度即能脱出肛门外，有时是便后痔核脱出肛门外。如不及时回纳，可造成内痔嵌顿，水肿、血栓形成、溃疡或感染，出现肛门疼痛。
3.外痔：肛缘皮肤皱襞突起，如水泡样，颜色为青紫色，一般无疼痛，仅感觉肛门坠胀或有异物感，如有血栓形成，则有肛门疼痛。
4.肛管或直肠肿瘤：肛门周围癌，多合并感染，局部疼痛尤为明显。肛管直肠癌，早期无疼痛，以后由于肿块增大破溃，可出现肛门部疼痛，分泌物增加，伴有全身症状。
5.肠道感染或腹泻：引起肛管直肠局部炎症水肿，疼痛明显。
6.其他：肛门异物损伤、肛管直肠手术后、肛门狭窄、肛管及直肠炎症等均可引起肛门疼痛。
如果出现便血且大便时肛门疼痛的症状，建议及时就医，进行相关检查，如肛门指诊、肛门镜检查等，以明确病因，并采取相应的治疗措施。同时，在日常生活中，应注意保持肛门局部清洁，避免食用辛辣刺激性食物，养成良好的排便习惯，预防便秘。