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厌氧消化是微生物分解有机物的自然过程。有机物是指任何来自植物或动物或由其制成的东西。厌氧消化发生在没有空气或氧气的封闭空间内。
以下材料被认为是有机的：
厌氧消化是一种复杂的生化反应，由多种不同的微生物、经过多个步骤实现，这些微生物需要极少的氧气或不需要氧气就能生存。在此工艺中会产生一种气体，它主要由甲烷和二氧化碳 (CO2) 组成，即沼气。沼气的产气量随沼气池内的有机废物量而变化，而温度会影响分解率和产气量。
沼气的主要成分是甲烷 (CH4) 和二氧化碳 (CO2)，还含有少量的水蒸气和其他气体。可以将二氧化碳和其他气体清除，只留下甲烷。而甲烷是天然气的主要成分。这种气体很危险，但有潜在的用途。甲烷一旦排放到大气中，会形成挥发性有机化合物 (VOC)，这种有害气体会产生烟雾。
厌氧消化后剩下的物质称为“沼渣沼液”。沼渣沼液是一种湿性混合物，通常分为固体和液体。沼渣沼液十分肥沃，可作为农作物的肥料。
在好氧工艺之后，厌氧消化可进一步消化浓缩污泥。在此过程中，污泥转化为甲烷和二氧化碳。使用一个密闭的反应堆，完成此过程可能需要 30 天至 60 天。
这个工艺的关键是各种各样的生物体共同分解污泥。其中一类生物体将有机聚合物和脂类水解成单糖和氨基酸。另一类生物体将污泥发酵成有机酸，主要是乙酸。第三类生物体分解氢和醋酸，形成甲烷和二氧化碳。
多级离心鼓风机用于将气体从沼气池输送到应用所需的进一步处理工艺中。这些系统还可用于将气体增压至压缩机内进行存储，或者直接增压至火炬或锅炉。
