(1)水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接经过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外经过胞外酶加以分化成小分子。废水中典型的有机物质比方纤维素被纤维素酶分化成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分化成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分化成短肽和氨基酸。分化后的这些小分子能够经过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分化。
(2)酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简略的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的首要产品为挥发性脂肪酸(VFA)，一起还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产品发生。
(3)产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产品进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。
(4)产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧进程最为重要的阶段和整个厌氧反响进程的限速阶段。
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