Почему return возвращает данные только из первой строки таблицы?

А вы не возвращайте сразу, а накапливайте в строке:

$str = "";
$result=mysql_query("SELECT `sub1_arr`,`sub2_arr`,`sub3_arr`,`sub4_arr` FROM `main`");
while ($arr=mysql_fetch_row($result, MYSQL_ASSOC)) {
    if ($arr['sub1_arr']) {
        $str .= $arr['sub1_arr'].',';
    }
    if ($arr['sub2_arr']) {
        $str .=  $arr['sub2_arr'].',';
    }
    if ($arr['sub3_arr']) {
        $str .= $arr['sub3_arr'].',';
    }
    if ($arr['sub4_arr']) {
        $str .= $arr['sub4_arr'].',';
    }
}
return $str;

Проблемы такого подхода вы заметили сами -- лишняя запятая в конце. Но есть типовой обходной путь для этого:

$str = "";
$is_first = true;
$result=mysql_query("SELECT `sub1_arr`,`sub2_arr`,`sub3_arr`,`sub4_arr` FROM `main`");
while ($arr=mysql_fetch_row($result, MYSQL_ASSOC)) {
    if($is_first)
    {
        $is_first = false;
    }
    else
    {
        $str .= ",";
    }
    if ($arr['sub1_arr']) {
        $str .= $arr['sub1_arr'];
    }
    if ($arr['sub2_arr']) {
        $str .=  $arr['sub2_arr'];
    }
    if ($arr['sub3_arr']) {
        $str .= $arr['sub3_arr'];
    }
    if ($arr['sub4_arr']) {
        $str .= $arr['sub4_arr'];
    }
}
return $str;

Я надеюсь, этот пример вам понятен, потому что правильнее делать накопление в массиве, а не в строке -- а итоговую строку уже собирать через implode (посмотрите комментарий @Mike).

$res = array();
$result=mysql_query("SELECT `sub1_arr`,`sub2_arr`,`sub3_arr`,`sub4_arr` FROM `main`");
while ($arr=mysql_fetch_row($result, MYSQL_ASSOC)) {
    if ($arr['sub1_arr']) {
        $res[] = $arr['sub1_arr'];
    }
    if ($arr['sub2_arr']) {
        $res[] = $arr['sub2_arr'];
    }
    if ($arr['sub3_arr']) {
        $res[] = $arr['sub3_arr'];
    }
    if ($arr['sub4_arr']) {
        $res[] = $arr['sub4_arr'];
    }
}
return implode(", ", $res);

Удобство implode заключается в том, что эта функция не поставит последнюю запятую: ваш вывод будет 3, 6, 7, 70, 33, 25, 83, 9, 39, 10, -- а implode вернёт 3, 6, 7, 70, 33, 25, 83, 9, 39, 10.

Это во-первых. А во-вторых, ещё в школе учат на уроках информатики, что алгоритм должен разделять шаги ввода информации, обработки и вывода. Так вот обработку лучше делать в массиве (данные структурированы), а не в строке, а вывод уже должен быть строкой. Возможно, на таком простом примере как ваш сложно почувствовать эту выгоду, но привыкнув мыслить чётко это потом будет выручать на сложных задачах.

Дополнительно. Склеить в одну строку можно ещё на SQL-сервере. Кроме того, непонятен смысл параметров arr1 - arr4 в таблице mysql, подозреваю, что можно было бы и нормализовать таблицу дальше.