厭氧消化過程是由一系列發(fā)酵反應(yīng)組成的，這些反應(yīng)是由幾大類群不同種類的細(xì)菌組皮的微生物群落共同完成的。這些細(xì)菌可以分為四個(gè)類群，即水解和發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌、同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌。另外還有硫酸鹽還原菌等其他微生物。

(1)發(fā)酵細(xì)菌群

這一菌群有專性厭氧的梭菌屬(Clostridium)、擬桿菌屬(Bacteriodes)、丁酸弧菌屬(Butyrivurio)、真細(xì)菌(Eubacterium)、雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)、革蘭陰性桿菌,兼性厭氧的有鏈球菌和腸道菌。

以工業(yè)廢水或廢棄物為發(fā)酵原料時(shí)，可能含有酚、氰、苯甲酸、長鏈脂肪酸和重金屬離子等，這些物質(zhì)對(duì)產(chǎn)甲烷細(xì)菌有毒害作用。但產(chǎn)酸發(fā)酵菌群中有許多種類能裂解苯環(huán)，有些菌還能以氰化物作為碳源和能源，這些作用不僅解除了它們對(duì)產(chǎn)甲烷細(xì)菌的毒害，而且同時(shí)給產(chǎn)甲烷細(xì)菌提供了底物。此外，產(chǎn)酸發(fā)酵菌群的代謝產(chǎn)物硫化氫，可以和一些重金屬離子作用，生成不溶性的金屬硫化物沉淀，從而解除了一些重金屬的毒害作用。

(2)氫乙酸菌群

產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌(簡記HPA)可將第一階段產(chǎn)生的VFA和醇轉(zhuǎn)化為乙酸、H2/CO這類細(xì)菌大多為發(fā)酵細(xì)菌，亦有專性產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌(obligate H2-producing acetogens，簡記 OHPA)，包括脫硫弧菌(Desulfovibio desulfuricans)、普通脫硫弧菌(Duulgaris)、校菌屬(Clostridium sp.)等。

產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸過程均受氫分壓調(diào)控，產(chǎn)丙酸、丁酸、乙醇分別在氫分壓為0.01kPs

0.5kPa和30kPa下時(shí)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸程才能自發(fā)進(jìn)行，否則為耗能過程，代謝過程受阻導(dǎo)致發(fā)酵代謝產(chǎn)物(如丙酸)的積累，造成酸化，使整個(gè)厭氧處理失敗。

(3)同型產(chǎn)乙酸菌群

同型產(chǎn)乙酸菌Chomeacetogens，簡記為HOMA)可將CO2或CO3通過還原過程轉(zhuǎn)化為乙酸。同型產(chǎn)乙酸菌可以利用H2/CO2，可保持系統(tǒng)中較低的氫分壓，有利于厭發(fā)酵過程的正常進(jìn)行，這一菌群有伍迪乙酸桿菌(Acetobacteriumwoodii)、戚林格乙酸桿菌(Awieringae)、乙酸梭菌(C.aceticum)、甲酸乙酸化梭菌C.formicocaceticum)，氏梭菌(C.magnum)等。

(4產(chǎn)甲烷菌群

產(chǎn)甲烷細(xì)菌(methanogen)這一名詞是1974年由Bryant提出的，目的是為了避免這。細(xì)菌與另一類好氧性甲燒氧化細(xì)菌(aerobic methano oxidizing bacteria)相混淆。產(chǎn)甲烷細(xì)利用有機(jī)物或無機(jī)物作為底物，在厭氧條件下轉(zhuǎn)化形成甲烷。面甲烷氧化細(xì)菌則以甲烷為碳源和能源。將甲烷氧化分解成CO2， 和H2O.

產(chǎn)甲烷細(xì)菌是一個(gè)很特殊的生物類群，屬古細(xì)菌。這類細(xì)菌具有特殊的產(chǎn)能代謝功能?？衫?/span>H2還原CO2合成CH4，亦可利用一碳有機(jī)化合物和乙酸為底物。

(5)硫酸鹽還原菌

硫酸鹽還原菌的作用是將SO4還原為H2S在無氧條件下，主要有兩類硫酸鹽還原菌以SO4為最終電子受體，無芽孢的脫硫弧菌屬(Desulphovibrio)和形成芽孢的脫硫腸狀菌屬(Desulphotomaculum)均為專性厭氧，化能異養(yǎng)型。大多數(shù)硫酸鹽還原菌不能利用葡萄糖作為能源，而是利用乳酸和丙酮酸等其他細(xì)菌的發(fā)酵產(chǎn)物。乳酸和丙酮酸等作為供氫(電子)體，經(jīng)無NAD+參與的電子傳遞體系將S4O還原為H?S。

像脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)等硫酸還原菌在缺乏硫酸鹽，有產(chǎn)甲烷菌存在時(shí)，能將乙醇和乳酸轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣和二氧化碳，與產(chǎn)甲烷菌之間存在協(xié)同聯(lián)合作用。