嫌気性処理は、酸生成、酢酸生成、最終段階のメタン生成というように、各反応が段階的に進行するため、良好な処理を行うには、各反応が十分な機能を発揮する必要があります。酸生成反応に関与する酸生成菌は通性嫌気性細菌で、幅広い環境条件下で生育しますが、酢酸生成菌やメタン生成菌は絶対嫌気性細菌であり、機能を十分に発揮させるためには、最適な環境条件を設定する必要があります。

酸生成反応は、排水中の糖類やたんぱく質を単糖類や低級脂肪酸(有機酸)、アミノ酸に低分子化させる反応で、水温25～37℃、pH5～8で、溶存酸素がない嫌気性雰囲気で貯留槽や原水槽で3～10時間、貯留することで進行します。酢酸生成反応は、メタン生成反応と並行して進行するため、メタン生成反応を最適条件下に保つことで酢酸生成反応も進行します。メタン生成菌は、温度によって活性が大きく変わり、最適な温度は27～35℃で、20℃以下では活性がなくなり40℃以上では死滅します。また槽内の最適pHは6.5～7.5で、6以下、8以上になると死滅することもあります。当然ながら絶対的な嫌気性下が前提条件です。さらにメタン生成菌は、コバルト、ニッケルを含む酵素を持っているため、微量なコバルト塩、ニッケル塩を微量栄養源として添加する必要性もあります。前項で紹介したUASBは、高負荷処理が可能で、幅広い排水に適用できることから一般的になりつつありますが、ここではメタン生成菌が高濃縮された活性の高いグラニュール状嫌気性汚泥を形成しています。酸生成反応を終了した原水を適正濃度で、余裕を持った負荷量で、運転管理する必要があります。