第一阶段：水解阶段，废水及污水中的不溶性大分子有机物如蛋白质、多糖类、脂类等经发酵细菌水解后，分别转化为氨基酸、葡萄糖和甘油等水溶性的小分子物质。
第二阶段：酸化阶段，酸化(1)中，发酵细菌将小分子有机物进一步转化为以下两类简单有机物：1类能被甲烷细菌直接利用的有机物，如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等；第2类为不能被甲烷细菌直接利用的有机物，如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等。不完全厌氧到此结束。
酸化(2)中，产氢产乙酸菌将上述2类有机物进一步转化为氢气和乙酸。
第三阶段：产甲烷阶段，甲烷菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇和CO2+H2等基质通过不同的径路转化为甲烷。
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