厌氧生物处理的消化过程中最为重要的有产酸和产甲烷两个阶段。而这两个阶段的过程集中在一个厌氧消化池处理时，两类不同生化特性的微生物之间的协调和互相平衡比较困难，涉及众多因素，操作控制也十分不容易。为此，开发了两相厌氧消化工艺，即把产酸和产甲烷分在两个独立的反应器内进行，互不干扰，两反应器串联运行。

这样的优点是：两个独立的反应器分别培养产酸菌和产甲烷菌，各自控制不同的参数，分别满足不同生化特性的微生物最适宜的生命活动所需的条件，从而使反应器的处理能力大为提高，可以在相当高的负荷下进行处理，承受负荷变动的冲击能力增强了，克服了两种微生物的协调和平衡的矛盾。

两相厌氧消化工艺的关键是要做到产酸发酵的反应器中，保持产酸菌的优势；在产甲烷的反应器中保持产甲烷菌的优势。要做到这一点，可以采用的方法有：物理方法，利用选择性半渗透膜实现分离；或采用化学的方法，有选择地投加微生物抑制剂；或是调整氧化还原的电位，改变环境来抑制产甲烷菌在产酸菌中生长；或是采用动力学控制法，利用两菌生长速率上的差异，控制好两个反应器的水力停留时间，使产甲烷菌不可能在停留时间很短的产酸菌反应中存活。其中，以动力学控制法最为简单，故广为采用。