沼气发酵过程（anaerobic digestion process），工学-工程热物理及动力工程-可再生能源与新能源利用-可再生能源-生物质能，在没有溶解氧、硝酸盐和硫酸盐等电子受体存在的条件下，微生物将有机质进行分解并转化为甲烷、二氧化碳、微生物细胞、和无机营养物质等的过程。又称厌氧消化。沼气发酵过程包括水解、产酸、产氢产乙酸、产甲烷几个阶段。①水解阶段。又称液化阶段。沼气发酵系统中，发酵细菌利用分泌的胞外酶，如纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对大分子复杂有机物多糖、蛋白质和脂类进行体外酶水解，转变为溶于水的单糖、肽、氨基酸和脂肪酸等小分子化合物。②产酸阶段。发酵产酸可被定义为有机化合物既作为电子受体，也作为电子供体的生物转化过程。在此过程中，水解后的可溶性小分子物质被发酵细菌吸入胞内，通过胞内代谢转化为简单的以挥发性脂肪酸为主的末端产物，并分泌到细胞外。这一阶段的末端产物主要有乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸，醇类和酮类，一些无机的二氧化碳、氨气、硫化氢和少量氢气等。与此同时，发酵细菌也利用部分物质合成新的细胞物质。