第Ⅰ阶段 水解产酸阶段
污水中不溶性大分子有机物,如多糖、淀粉、纤维素、烃类（烷、烯、炔等）水解,主要产物为甲、乙、丙、
丁酸、乳酸；紧接着
氨基酸、蛋白质、脂肪水解生成氨和胺,多肽等（所以有的书又把水解产酸分为二个阶段）.
第Ⅱ阶段 厌氧发酵产气阶段
第Ⅰ阶段产物甲酸、乙酸、
甲胺、甲醇等小分子有机物在产
甲烷菌的作用下,通过甲烷菌的发酵过程将这些小分子有机物转化为甲烷.所以在水解酸化阶段COD、BOD值变化不很大,仅在产气阶段由于构成COD或BOD的有机物多以CO2和H2的形式逸出,才使废水中COD、BOD明显下降. 在酸化阶段,发酵细菌将有机物水解转化为能被甲烷菌直接利用的第1类小分子有机物,如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等；第2类为不能被甲烷菌直接利用的有机物,如
丙酸、丁酸、乳酸、
乙醇等,不完全厌氧消化或发酵到此结束.如果继续全厌氧过程,则产氢、产乙酸菌将第2类有机物进一步转化为氢气和乙酸. 第Ⅱ阶段生化过程是产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基质通过不同途径转化为甲烷,其中最主要的基质为乙酸.