消化過程對污泥脫水性能也具有較大的影響，但目前業內對這種影響是否有利于污泥的后續處理存在多種認識。一些研究者認為消化一般可以改善污泥脫水性能，而另一些研究者卻認為消化過程會降低污泥的脫水性能。Houghton等研究發現，污泥消化后胞外聚合物含量比消化前平均降低了25%，胞外聚合物組成中蛋白質所占比例增加，從而使污泥脫水性能變差。Lawler在研究厭氧消化對污泥脫水性能的影響時提出，厭氧消化改變了污泥的粒徑分布，當消化過程運行好時，能減少小顆粒的比例，改善脫水性能;當消化過程運行不好時，大顆粒會破碎，增加小顆粒的含量，從而使脫水性能惡化。
厭氧消化
但一般觀點認為，適當的厭氧消化和好氧消化均可視作生物調理污泥的手段，其目的是將污泥中的高分子物質降解為低分子氧化物，降低污泥以碳水化合物、蛋白質、脂肪形式存在的高能量物質的含量，同時改善污泥的脫水性能、減少病原菌和產生異味物質的含量。
污泥厭氧消化
厭氧消化是國外運用最多的調理方法。目前新型厭氧消化及其預處理手段的出現，使得厭氧消化作為能量回收手段得到了極大的重視，而其對污泥的調理則是一項有利于污泥后續處理的附加作用，可以使污泥實現有效的穩定化，且使污泥減量30%～40%。但由于設備復雜、運行不便、投資成本高，故國內采用的不多。常用的污泥厭氧消化工藝有以下幾種，由于將在文中其他章節對厭氧消化進行詳細說明，故此處僅做簡單介紹。
1）厭氧塘
厭氧塘處理污水的原理與污水的厭氧生物處理相同。有機物的厭氧降解分為水解、產酸和產甲烷三個步驟。在厭氧狀態下，進入厭氧塘的可生物降解的顆粒性有機物，首先被胞外酶水解成可溶性的有機物，溶解性有機物再通過產酸菌轉化為乙酸，接著在產甲烷菌的作用下，將乙酸和氫轉變為甲烷和二氧化碳。雖然厭氧降解機理是有順序的，但是，在整個系統中，這些過程則是同時進行的。厭氧塘全塘大都處于厭氧狀態。厭氧塘除對污水進行厭氧處理以外，還能起到污水初次沉淀、污泥消化和污泥濃縮的作用。
厭氧塘作用機理
厭氧塘
2）厭氧消化池
將厭氧消化池污水或污泥定期或連續地加人消化池中，經消化后的污泥從消化池底部排出，污水從上部排出，產生的沼氣則從頂部排出。進行中溫和高溫發酵時，為了使發酵料液滿足反應溫度的要求，常需對其進行加熱，一般采用蒸汽直接加熱或池外設熱交換器間接加熱兩種方式。為了使進料和厭氧污泥密切接觸而通常設有攪拌裝置，每隔 1~4h 攪拌一次當排放消化液時，一般需要停止攪拌，待沉淀分離后從上部排出上清液。污泥傳統厭氧消化池如圖所示。目前，消化工藝被廣泛地應用于城市污水污泥的處理上。
污泥傳統厭氧消化池
3）厭氧接觸反應器
厭氧接觸工藝排出的混合液，首先在沉淀池中進行固液分離或氣浮分離。污水由沉淀池上部排出，而沉在底部的污泥則回流至消化池，在避免污泥的流失的同時還能提高消化池內污泥的濃度，在一定程度上提高了設備的有機負荷率和處理效率。傳統厭氧接觸工藝見圖。
傳統厭氧接觸工藝
4）厭氧濾池（AF)
厭氧濾池（以下簡稱AF)是在早期Coulter等工作的基礎上，于1969年由Young和 McCarty重新開發的。AF裝置內填充了卵石、爐渣、瓷環、塑料等各種類型的固體填料，廢水向上流動通過反應器的厭氧濾池，稱為上流式厭氧濾池;此外還有廢水向下流動通過反應器的裝置形式，稱為下流式厭氧濾池。兩種厭氧濾池的示意如圖。
厭氧濾池示意
5)升流式厭氧污泥床反應器(UASB)
在UASB反應器中，廢水從反應器底部向上運行通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發生于廢水與污泥顆粒的接觸過程，在厭氧狀態下產生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內部混合，此混合過程有利于形成和維持顆粒污泥。在污泥層產生的一些氣體會附著在污泥顆粒上，隨著氣體上升到表面的顆粒碰擊氣體發射板的底部，引起附著氣體從污泥絮體表面釋放，釋放氣體后的污泥顆粒沉淀回到污泥床的表面，而包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體則經過分離器縫隙進入沉淀區。UASB系統在形成沉降性能良好的污泥凝絮體的基礎上，使氣相、液相和固相三相得到分離。UASB反應器工藝見圖。
升流式厭氧污泥床反應器工藝
6）厭氧流化床(FB)
厭氧流化床系統（以下簡稱FB）是由Jeris于1982年開發的一種反應器，該反應器中含有比表面積很大的惰性載體顆粒，從而實現厭氧微生物在其上的附著及生長。在流化床系統中，厭氧污泥的保留依靠在惰性載體微粒表面附著并形成的生物膜來實現，由于流化床使用了比表面積很大的載體，因此可以達到很高的厭氧微生物濃度，液體與污泥的混合、物質的傳遞則依靠這些帶有生物膜的流態化惰性載體微粒來實現，而反應器內載體顆粒流態化的實現則依靠一部分出水回流以及具有較大高徑比的反應器結構兩方面。一般通過調節流速大小和控制顆粒膨脹程度，可使流化床載體達到完全流化狀態。流化床一般按100%的膨脹率運行。厭氧流化床反應器工藝流程見圖。
厭氧流化床反應器工藝流程
7)厭氧接觸膜膨脹床反應器（AAFEB)
無論是好氧生物膜系統還是厭氧生物膜系統的研究，均表明生物膜法可使設備內單位體積保持較高生物量，高的生物濃度形成高的效率。但是高生物濃度會在生物膜上引起傳質條件差的問題，比較有效的解決辦法就是采用流化床或膨脹床的概念，即在反應器中利用小顆粒的惰性載體，采用上升流形式。
厭氧接觸膜膨脹床反應器
8)厭氧生物轉盤反應器
厭氧生物轉盤與好氧生物轉盤類似，微生物亦是在反應器中的惰性（塑料)介質上附著并生長，最后剩余污泥和處理后的出水從反應器排出。介質可部分或全部浸沒在廢水中，當介質在廢水中轉動時，可實現對生物膜厚度的適當限制。厭氧生物轉盤如圖所示。
厭氧生物轉盤
9）厭氧內循環反應器(IC)
厭氧內循環反應器(以下簡稱IC）是在UASB反應器顆�；腿喾蛛x器概念的基礎上改進而成的新型反應器，沼氣的分離過程在反應器內分為底部和上部兩個部分，其中底部處于極端的高負荷，上部處于低負荷。簡而言之，IC反應器就是由兩個UASB反應器單元相互重疊而成的裝置，包括四個具有不同功能的組成部分，即混合部分、膨脹床部分、精處理部分和回流部分，見圖。
IC反應器構造剖面
10）厭氧顆粒污泥膨脹床反應器（EGSB)
荷蘭Wageningen 農業大學首先對厭氧顆粒污泥膨脹床反應器（以下簡稱EGSB）開展了相關研究。EGSB反應器運行在高的上升流速下，從而使顆粒污泥處于懸浮狀態，保證了進水與污泥顆粒之間的充分接觸，進水懸浮固體通過顆粒污泥床并隨出水離開反應器,膠體物質被污泥絮體吸附被部分去除。當沼氣產率低、混合強度低時，由于EGSB反應器具有較高的進水動能和顆粒污泥床的膨脹高度，故能獲得比UASB反應器更理想的運行結果，尤其適用于處理低溫和相對低濃度的污水。但是EGSB反應器采用了較高的上升流速，所以對顆粒有機物的去除并不適用。如圖所示。
厭氧升流式流化床(UFB)
11）厭氧折流反應器（ABR)
厭氧折流反應器（以下簡稱ABR）是由美國Stanford大學的 McCarty等于20世紀80年代初提出的一種高效厭氧反應器，見圖。在ABR反應器中，折板對水流的阻隔作用使污水上下折流穿過污泥層，造就了反應器推流前進的獨特性質，厭氧反應中產酸相和產甲烷相沿程得到分離，由各個折板隔開的每一反應單元就相當于相對獨立的上流式污泥床，而ABR反應器的整體性能就相當于分級多相厭氧處理系統。ABR反應器的分格式結構及推流式流態使得每個反應單元中均可馴化培養出與流至該反應單元中的污水水質以及環境條件相適應的微生物群落，而廢水中的有機基質通過與微生物充分接觸而得到去除。借助于廢水流動和沼氣上升的作用，反應室中的污泥上下運動。由于折板的阻擋和污泥自身的沉降性能，污泥在水平方向沒有混摻，從而使大量活性污泥被截留在每個反應室中。
ABR反應器的工藝原理
12）厭氧復合床反應器（UBF)
許多研究人員為了充分發揮UASB反應器與AF反應器的優點，采用了將兩種工藝相混合的反應器結構，被稱為厭氧復合床反應器（以下簡稱為UBF)。UBF反應器的結構一般是將AF反應器置于UASB反應器上部，可充分發揮AF反應器和UASB反應器兩者的優點并改善反應器處理廢水的運行效果。厭氧復合床反應器見圖。
厭氧復合床反應器
