在汙水處理工藝運行過程中，厭氧生物處理的過程，就是在厭氧條件下形成厭氧微生物所需要的營養條件和環境條件，然後通過這類微生物去分解廢水中的有機物，同時產生甲烷和二氧化碳。廢水中高分子有機物的厭氧降解過程主要分為四個階段，分別為：水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段，以及產甲烷階段。水解階段中的水解過程可定義為複雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。發酵（或酸化）階段的發酵過程可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物，因此這一過程也稱為酸化。產乙酸階段是在產氫產乙酸菌的作用下，上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。在甲烷階段中，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
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