在隔绝氧气的情况下，污泥中的有机物先是被腐生细菌代谢，转化为有机酸，然后厌氧的甲烷细菌降解有机酸为甲烷和二氧化碳。过程进展的快慢决定于这两类细菌的协调情况。甲烷细菌的生长条件极为严格。腐生细菌产生的有机酸必须及时降解，如有积累，一旦pH值低于6.5左右,甲烷细菌的生长即受限制，平衡破坏，消化时间大大延长。一般用搅拌污泥(使泥质均匀)和控制有机酸及碱度的方法来维持过程的正常进行。有机酸(以醋酸计)控制在1000毫克/升以下,2000毫克/升左右时过程即受影响。碱度(以碳酸钙计)控制在2000毫克/升以上。 有机酸有上升趋势时应立即停止加料(生污泥)。碱度不足时可加石灰。温度也是一个重要的生长因素。过程可在33~35°C进行(称中温消化)，也可在50~56°C进行(称高温消化)。通常采用中温消化。消化时间随搅拌情况而异;充分搅拌时(称高负荷率污泥消化)常少于15天;不搅拌时(称传统污泥消化)常在30~60天之间。高温消化常充分搅拌，消化时间约6~10天，产气率较高,寄生虫卵可杀灭90%以上，但耗热和耗能量大。