單相消化和兩相消化是基于厭氧消化原理進行的分類。其中單相消化工藝指把產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌這兩大類菌群放在一個消化池內(nèi)進行厭氧消化；兩相消化工藝指將水解酸化和產(chǎn)甲烷兩個過程分離，在不同的消化池進行，這樣能夠使產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌均可以在適合自身的環(huán)境條件下生長。

之所以稱為分相，是因為從生物學(xué)的角度來看，發(fā)酵菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌是共生互營菌，因此將這一類劃為一相，為產(chǎn)酸相；把產(chǎn)甲烷菌劃為另一相，為產(chǎn)甲烷相。一般產(chǎn)酸菌生長快，對環(huán)境條件變化不太敏感；而產(chǎn)甲烷菌則恰好相反，對環(huán)境條件要求苛刻，繁殖緩慢，這也是兩相工藝的理論依據(jù)。產(chǎn)酸相的主要作用是提高物料的可生化性，即乙酸化，以便于產(chǎn)甲烷相降解，BOD和COD的去除也主要在產(chǎn)甲烷階段。

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兩種工藝各有優(yōu)劣，如單相消化系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷較差，但運行較為簡單；兩相消化系統(tǒng)可以充分發(fā)揮各反應(yīng)階段的作用，進而提高效率，節(jié)省投資等，但運行難度較大，這也是目前國內(nèi)外很少采用該工藝的原因之一。國內(nèi)僅在寧波有采用分級分相厭氧消化工藝處理污泥、糞便和餐廚的工程案例。