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厭氧處理含醇含油廢水的機理就是在無氧的條件下把有機物分解成氣體（甲烷和二氧化碳）。在厭氧消化中有四組微生物分四個階段對有機物進行降解。
水解微生物把聚合物類型的物質（如多糖、蛋白質等）降解成單體，這種還原作用不會令COD減少。
酸化階段：產酸菌把單體轉化為脂肪酸（VFA）及少量H2。主要的酸有乙酸、丙酸、丁酸及少量戊酸。在酸化階段，COD有微小的減少，只有出現大量H2時，才會使COD下降幅度增大，但很少超過10。
酸性衰退階段：所有碳鏈高于乙酸的酸都被產酸菌轉化為醋酸和H2，隨著H2的生成，COD就減少了（這個反應只有在H2的濃度很低時才發生）。
甲烷化階段：醋酸（C2H4O2）和H2被產甲烷菌轉化為CH4，有機酸轉化成甲烷氣產生的能量很微小，因此厭氧菌生長較慢，而且轉化的有機體產量就很少，去除有機物的動力學速率和厭氧活性污泥產率也都比好氧活性污泥少得多，甲烷化的快慢決定著整個厭氧過程的速率。
溫度厭氧工藝適用于兩個溫度段，即中溫段（29-38e）和高溫段（49-57e）。雖然高溫段中反應速率高得多，但維持高溫在經濟上往往并不合算。
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