沼气发酵过程可分为以下三个阶段：
第一阶段是液化阶段。即由不产甲烷的微生物分泌的胞外酶，对有机物质进行体外酶解，把复杂的固体有机物质转变为可溶于水的物质。
第二阶段是产酸阶段。上述水解产物在产酸细菌的作用下，进一步将它们分解成小分子化合物，其中主要是挥发酸。所以将此阶段称为产酸阶段。
第三阶段是产甲烷阶段。这个阶段中，产氨细菌大量繁殖和活动，使发酵液中氨态氮浓度增加，挥发酸浓度下降，氧化还原势降低，为甲烷菌创造了适宜的生活环境。产甲烷菌大量繁殖，其分泌的酶将上述阶段分解出来的简单有机物质转变成甲烷和二氧化碳等，利用氢还原二氧化碳成甲烷，或利用其他细菌产生的甲酸形成甲烷。

 

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