理論研究認(rèn)為三個(gè)階段，即厭氧消化過(guò)程分為水解發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段、產(chǎn)甲烷階段三部分。
水解發(fā)酵階段和產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段又可合稱為酸性發(fā)酵階段。在這個(gè)階段，污水中的復(fù)雜有機(jī)物，在酸性腐化菌或產(chǎn)酸菌的作用下，分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物，如有機(jī)酸，醇類等，以及co2、nh3和h2s等無(wú)機(jī)物。由于有機(jī)酸的積累，污水的ph值下降到6以下。此后，由于有機(jī)酸和含氮化合物的分解，產(chǎn)生碳酸鹽和氨等使酸性減退，ph值回升到6.6～6.8左右。
⑴水解酸化階段。污水中復(fù)雜的大分子、不溶性的有機(jī)物在細(xì)胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機(jī)物，然后滲入細(xì)胞體內(nèi)，水解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類及醛類等。
⑵產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的作用下，各種有機(jī)酸分解轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳。
⑶產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。
厭氧消化工藝由普通厭氧消化法演變發(fā)展為厭氧接觸法（厭氧活性污泥法）、生物濾池法、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（uasb）、厭氧流化床、復(fù)合厭氧法等，其中普通消化池法、厭氧接觸法等為代厭氧反應(yīng)器，生物濾池法、uasb、厭氧流化床等為二代厭氧反應(yīng)器，隨著厭氧技術(shù)的發(fā)展，由uasb衍生的egsb和ic（內(nèi)循環(huán)）厭氧反應(yīng)器為三代厭氧反應(yīng)器。
uasb厭氧反應(yīng)器廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持利。在污泥層形成的一些體附著在污泥顆粒上，附著和沒(méi)附著的體向反應(yīng)器部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器體發(fā)射器的底部，引起附著泡的污泥絮體脫。泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒(méi)附著的體被收集到反應(yīng)器部的三相分離器的集室。置于集室單元縫隙之下的擋板的為體發(fā)射器和防止沼泡進(jìn)入沉淀區(qū)，否則將引起沉淀區(qū)的絮動(dòng)，會(huì)阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過(guò)分離器縫隙進(jìn)入沉淀區(qū)。
由于厭氧反應(yīng)塔的斜壁沉淀區(qū)的過(guò)流面積在接近水面時(shí)增加，因此上升流速在接近放點(diǎn)降低。由于流速降低污泥絮體在沉淀區(qū)可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度上將超過(guò)其保持在斜壁上的摩擦力，其將滑回反應(yīng)區(qū)，這部分污泥又將與進(jìn)水機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。