主要通过胞外酶的作用将水中的高分子有机物分解成为小分子的有机物。
厌氧生物反应包括水解、酸化和甲烷化三个大的阶段，将反应控制在水解和酸化两个阶段的反应过程，可以将悬浮性有机物和大分子物质（碳水化合物、脂肪和脂类等）通过微生物胞外酶水解成小分子，小分子有机物在酸化菌作用下转化成挥发性脂肪酸的过程。
废水厌氧生物处理是指将废水中各种复杂有机物分解为甲烷的过程，在厌氧生化处理过程中，通过厌氧微生物（包括兼性微生物、甘度复合菌种、硝化细菌、反硝化细菌）在厌氧条件下的作用产生的二氧化碳和其他物质，高分子有机物的厌氧降解过程可分为四个阶段。
高分子有机物相对分子量大，不能穿透细胞膜，不能被细菌直接利用。因此，它们在第一阶段被细菌胞外酶分解成小分子。例如，纤维素被纤维素水解酶水解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被水解成淀粉酶，麦芽糖和葡萄糖被分解，蛋白质被蛋白酶水解成多肽和氨基酸。这些小分子的产物可以溶解在水中，并通过细胞膜。
供细菌使用，上述小分子化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为较简单的化合物，并在细胞外分泌。
这一阶段的主要产物包括挥发性脂肪酸、醇、乳酸、二氧化碳、氢、氨、硫化氢等。同时，酸化细菌还利用一些物质合成新的细胞物质，因此在酸化废水的厌氧处理过程中会产生更多的剩余污泥。
在这一阶段，前一阶段的产物进一步转化为乙酸、氢、，碳酸和新细胞物质。
在此阶段，乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇通过之前的水解和酸化阶段转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。
，废水中的有机高分子物质可以被胞外酶分解成小分子。这些小分子的水解产物可以溶解在水中，通过细胞膜被细菌利用，从而提高废水的可生化性。
甘度微生物菌种
水解酸化反应器主要包括升流式水解反应器、复合式水解反应器及完全混合式水解反应器等其他厌氧反应器。
1.升流式水解反应器
在单一反应器中，污水自反应器底部的布水装置均匀地自下而上通过污泥层（平均污泥浓度为15-25g/L）上升至反应器顶部的过程中实现水解酸化、去除悬浮物等功能的水解酸化反应器。
2.复合式水解反应器
在升流式水解酸化反应器的污泥床内增设填料层的水解酸化反应器。
3.完全混合式水解反应器
在反应器内设置搅拌装置使污水与污泥完全混合实现水解酸化的反应器，一般后接沉淀池分离污水、污泥并回流污泥至水解酸化反应器。
水解酸化法用于污水处理预处理。水解反应器可以代替初沉池截留悬浮物，降解有机物，提高污水的可生化性。当原水中悬浮物浓度较高或可生化性较差时，可作为预处理方法，以减少后续处理的负荷和难度。
水解酸化法对城市污水、印染废水、制药废水、造纸废水、啤酒废水、，化工废水和合成洗涤剂废水，悬浮物去除率高， 去除的悬浮物可在水解反应器中部分消化。
甘度污水处理菌种，利用微生物菌种：复合菌、硝化细菌、反硝化细菌等降解氨氮、总氮、COD污染物。