细菌是完成水解酸化作用的主要微生物，可以统称为水解与发酵细菌；还有一些专门分解或合成乙酸的细菌，这里可以把它们一起统称为发酵产酸细菌。这些细菌大多数为专性厌氧菌，也有不少兼性厌氧菌，根据其生理代谢功能可分为以下几类：
    a、蛋白质分解菌。这类细菌的作用是水解蛋白质形成氨基酸，进一步分解成有机酸、硫醇、氨和硫化氢。在一些消化池中，蛋白质分解菌主要是革兰氏阳性菌，其中梭菌占优势。非蛋白质的含氮化合物，如嘌呤、嘧啶等物质也能被其分解。
    b、碳水化合物分解菌。这类细菌的作用是水解碳水化合物成葡萄糖，以具有内生孢子的杆状菌占优势。丙酮、丁醇梭状芽孢杆菌能分解碳水化合物产生丙酮、丁醇、乙酸和氢等。这些梭状芽孢杆菌是厌氧的、产芽孢的细菌，因此它们能在恶劣的环境条件下存活。
    c、脂肪分解菌。这类细菌的功能是将脂肪分解成短链的脂肪酸，脂肪酸进一步分解成甲烷和二氧化碳。在消化池中弧菌是占优势的脂肪分解菌。
    d、纤维素分解菌。参与对纤维素的分解，纤维素的分解是厌氧消化的重要一步，对消化速度起着制约的作用。这类细菌利用纤维素并将其转化为CO2、H2、乙醇和乙酸。
    e、产氢产乙酸菌及同型产乙酸菌。产氢产乙酸菌在消化池中降解芳香族酸和其它有机酸而生成乙酸、H2；在降解奇数碳素时还形成CO2。丙酮酸是微生物降解碳水化合物的主要中间产物。一些产氢菌能在厌氧条件下转化丙酮酸成乙酸、CO2并放出H2。同型产乙酸菌可将一碳化合物（如H2/ CO2或甲酸等）或多碳化合物代谢为乙酸。但与甲烷菌代谢H2/CO2的情况相比，同型产乙酸菌的作用也许在于发酵多碳化合物而不产生氢。无论何种情况，同型产乙酸菌代谢的最后结果是使系统维持低的氢分压。
    水解和酸化阶段在理论上可以区分，但是大量的研究结果表明，除去采用水解酶工艺外，在实际中的混合微生物系统中，即使严格控制条件，水解和酸化也是无法截然分开。这主要是因为水解菌是一种具有水解能力的发酵细菌，水解是耗能过程，发酵细菌付出能量进行水解的目的，就是为了获取进行发酵的水溶性基质，并通过胞内的生化反应取得，同时排出代谢产物(厌氧条件下主要为各种SCFAs )。
    2.2污泥发酵产酸影响因素
    污泥产酸很大程度上受到污泥性质、环境因素（如温度、pH、氧化还原电位等)、运行参数(如水力停留时间、固体停留时间等)的影响。此外，污泥的种类、污泥粒径、产酸采用的工艺类型及反应器构造等也在一定程度上影响污泥酸化产物的形成。
    1）  水力停留时间（HRT）
    HRT是水解反应器运行控制的重要参数之一,它对反应器的影响随着反应器的功能不同而不同。对于单纯以水解为目的的反应器，HRT越长，被水解物质与水解微生物接触时间也越长，相应地水解效率也就越高。Eastman和Ferguson对城市污水初沉污泥的HRT与水解效率的研究结果表明，随着HRT的延长，溶出COD的浓度就越高，亦即水解效率越高。
    Elefsiniotis和Oldham采用上流式厌氧污泥床反应器（UASB）和完全混合式反应器（CMR）研究了HRT对初沉污泥发酵产酸的影响。结果表明：无论是UASB系统，还是CMR系统，当HRT逐渐升高到12h时，产生的SCFAs的浓度和产率(单位为mgSCFAs/mgVSS·d)逐渐升高，并且没有发现甲烷产生；当HRT为12h，得到最大的产率大约为0.12mgSCFAs/mg VSS·d；当HRT为15h时，观察到了污泥的甲烷化；产生的SCFAs主要为乙酸和丙酸，UASB和CMR系统的数值略有些差别。
    2）  污泥停留时间（SRT）
    污泥停留时间是指污泥在反应器中的停留时间，在连续流反应器中，SRT具有重要的参考意义。SRT与HRT是完全不同的两个运行参数，然而，在多数研究厌氧消化水解酸化阶段的文献中，HRT和SRT几乎是相同的，原因是他们采用的工艺是传统的没有固体回流的连续流运行系统。有机物降解程度也是SRT的函数。由于甲烷菌的增殖较慢，对环境条件的变化十分敏感，要获得足够多的甲烷菌以及稳定的消化效果就需要保持较长的污泥龄。因此，可以通过控制系统的SRT而使得厌氧消化过程处在水解发酵阶段或产甲烷阶段。
    Miron等研究了SRT在初沉污泥消化中脂肪、糖和蛋白质的水解和酸化，研究发现，糖的水解随着SRT的增加而增加，大约有20％～60％的颗粒性物质在产酸阶段和甲烷化情况下水解。SRT在2－6d时，SCFAs占VSS含量的6％到26％之间。SCFAs浓度随着SRT值增大、发酵固体浓度降低以及温度上升而增加。SRT为5d时的产率最高，为0.26mgSCFAs/mgVSS，比SRT为2d时的产率高出30％。
    Mahmoud等考察了不同SRT下，CSTR反应器中初沉污泥水解和酸化的程度。研究表明，当SRT分别为10、15、20和30d时，水解的有机物占进水中总有机物的比例分别为23.85%、40.70%、41.40%和42.10%；酸化的有机物所占的比例为22.42%、39.03%、40.97和41.62%。
    有文献研究发现，初沉污泥在SRT=10～20d时的有机酸浓度比其在SRT=5d时浓度有明显的提高，除此之外，有机酸的组成及其含量也受到SRT的影响。当SRT 由5d增加到20d时，乙酸和丙酸的含量随着SRT的增加而逐渐减少，丁酸的含量则逐渐增加；在SRT=10d时异丁酸、正戊酸、3-甲基丁酸和2-甲基丁酸的百分含量几乎是SRT=5和20d的二倍。无论SRT如何变化，初沉污泥厌氧发酵产生的有机酸的主要组份为乙酸和丙酸，二者占总有机酸的80%左右。
    Skalsky和Daigger研究了SRT对初沉污泥厌氧发酵的影响，发现当SRT小于5d时，初沉污泥的有机酸浓度随着SRT的增加而增大；在SRT为5d时，得到最高的有机酸浓度为0.26mgSCFAs/mgVSS；当SRT进一步增加到6d时，有机酸的浓度有所降低。
    因此，较长的SRT有利于污泥的水解发酵，然而，进一步增加SRT并不能使得污泥水解酸化的程度大幅度的提高，相反过长的SRT则使得产生的有机酸被进一步消耗。
    3） 温度
    水解酸化细菌对温度的适应性很强，在低温（5－20℃）、中温（20－42℃）、高温（42－75℃）、甚至在更高温度(100℃以上)的情况下都能生存。温度对水解酸化细菌的影响主要通过对酶活性的影响来影响微生物生长速率与基质的代谢速率，因而与有机物的降解速率和污泥量的变化有关。
    Skalsky和Daigger利用污泥进行发酵产酸的研究中发现，当系统的泥龄控制在2d时，SCFAs在14℃下的生成速率比它在21℃下的生成速率降低了42%。Ferreiro和Soto在考察温度对初沉污泥水解发酵的影响时，发现初沉污泥在10℃、20℃及35℃下的一级水解速率常数分别为0.038d-1、0.095 d-1和0.169 d-1，随着温度的升高，溶解性COD和SCFAs的浓度都有所增加。此外，他们还发现，温度对SCFAs的分布也有一定的影响，即对于大致相同的VSS浓度（约5g/L左右），当温度由10℃升至20℃再升至35℃的过程中，乙酸的含量逐渐升高，丙酸的含量逐渐下降，丁酸的含量则基本保持恒定。Mahmond等也报道当系统的泥龄为10d时，污泥在25℃下水解和酸化的COD分别占进水总COD的23.85%和22.42%，而在35℃下水解和酸化的COD分别为进水总COD的41.1%和40.54%。这些结果表明，温度升高有利于污泥厌氧发酵产酸。
    4）  pH值
    微生物对pH值有一个适应范围，但微生物对pH值的变化的适应要比其对温度变化的适应慢得多。pH是影响酶活性的主要因素之一，因此适应于每一种酶生长的pH有一定的范围。大多数污泥厌氧水解菌与发酵产酸菌对pH有较大范围的适应性，水解和发酵产酸过程可在宽达3.5－10的范围内顺利进行。
    产酸菌自身对环境pH值的变化有一定的影响，而产酸菌对环境pH值的适应范围相对较宽，一些产酸菌可以在pH=5.5－8.5范围内生长良好，有时甚至可以在pH值为5.0以下环境中生长。以前的研究大多认为酸性条件利用污泥发酵产酸，如Elefsiniotis等认为，pH值范围在4.3－7.0时，对初沉污泥发酵产酸影响不大，而pH值大于7.0时则抑制SCFAs的产生；最佳的pH值为5.5－6.5，pH值朝酸性方向或碱性方向移动时，水解速率都将减小。但本课题组的研究却发现，碱性条件可以更好的促进污泥产酸，污泥在常温(21±1℃)及8d的发酵时间内，pH为8-10的短链脂肪酸浓度是pH为4-7的3-5倍。
    pH值对有机酸的分布也有一定的影响，不同pH值下水解液中不同的挥发性有机酸的组成和相对含量不同。研究表明，丙酸的含量随pH值的降低而增加，丁酸的含量则随着pH值的升高而增加。pH值在4.3－4.6之间，有利于丙酸的产生；而pH值在5.9－6.2之间对丁酸的产生有促进作用。Eastman和Ferguson研究发现，当pH值从7.0降低至5.0的过程中，丙酸在生成的有机酸中所占的比例逐渐增加。Zoetemeyer等人在考察葡萄糖厌氧发酵时发现，当pH值在4.5－8.0的范围内，丙酸的含量在pH=4.5时最高。Yu 等人采用上向流反应器考察了pH值（4.0－6.5）对乳制品厌氧发酵的影响，结果表明，在温度为37℃，水力停留时间为12小时，pH值大于5.5时乙酸和丁酸为主要产物；pH值小于5.5时，丙酸为主要产物。
    Horiuchi等用人工神经网络模拟污泥连续厌氧酸化过程，认为将反应器中的pH值从6.0调至8.0，主要产物将从丁酸变为乙酸和丙酸，并且这个现象是可重现与可逆的，不受稀释所影响。
    5）  氧化还原电位(ORP)
    污泥发酵体系中所有能形成氧化还原电对的化学物质的存在状态决定着体系中的ORP值，厌氧状态的主要标志是污泥发酵液具有低的ORP值，其值为负值。
    不同的厌氧发酵系统要求的ORP值不同；同一系统中，不同细菌要求的ORP值也不尽相同。研究表明，水解产酸细菌对ORP的要求不甚严格，甚至可以在+100~-100mV的兼性条件下生长繁殖，而甲烷细菌最适宜的ORP值为-350mV或更低。可见，如果污泥厌氧发酵的试验目的是为了获取更多的可生化降解的物质，则并不要求ORP值低于-350rnV以下，所以也并不需要使装置保持严格的封闭状态，杜绝空气的深入，而且操作中带入少量的溶解氧(Dissolved oxygen, DO)影响也不大。
    Chiu等在采用碱液和对剩余污泥进行预处理的系统中，测得ORP值在-50~-500mV间变化，同时发现ORP值随着SCOD值的增高而有所降低，当SCOD值变化平缓时，ORP值在渐渐升高然后也趋于平缓。可见，ORP值的变化可以用来判断SCOD的变化趋势。Chang等在采用NaOH对剩余污泥进行预处理的发酵系统中，发现ORP值不仅与SCOD值有很好的线性关系(线性回归的相关系数在0.96以上)，而且与系统中的pH值也呈直线变化，得到方程ORP=-47.06× pH+506.11(R2=0.98)。可见，加入H+或OH-进行预处理时，对SCOD等水解产物的变化有一定的影响。
    6）  污泥性质与粒径
    污泥的主要成份为蛋白质、碳水化合物及脂肪。在相同的条件下，多糖、蛋白质和脂肪的水解速率依次减小。Yu和Fang考察了蛋白质和多糖在55℃下的水解过程，他们发现多糖在2d内水解完全，而蛋白质在2d后才开始水解。对于同类有机物，分子量越大，水解越困难。比如，二聚糖比三聚糖容易水解，低聚糖比高聚糖容易水解。就分子结构来说，直链比支链易于水解，支链比环状易于水解；单环化合物比杂环或多环化合物易于水解。
    污泥粒径也是影响污泥水解酸化速率的重要因素之一。粒径越大，单位重量有机物的比表面积越小，水解速率也越小。文献中用可生物降解纤维素为代表性物质，就粒径对污泥水解过程的影响进行了系统的分析，当进水中颗粒态有机物的浓度为8g/L、水解液pH值为5.6时，污泥的粒径越小，水解液中溶解性的COD浓度就越高，表明水解速率越大。