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在整個厭氧消化過程中pH的值有著至關重要的作用，產甲烷菌對pH值的變化異常敏感，通常較適宜的pH值范圍為6.8~7.2，若在<6.5或>8.2時，產甲烷菌的生長將會受到嚴重抑制，進而導致整個厭氧消化過程的惡化。

pH值在厭氧體系中受以下因素的影響：

1、進水pH值、進水水質（有機物濃度、有機物種類等）、生化反應、酸堿平衡、氣固液相間的溶解平衡等；

2、厭氧體系是一個pH值的緩沖體系，主要由碳酸鹽體系所控制；一般系統中脂肪酸含量的增加（累積），會消耗HCO₃^-，從而使得pH下降；但產甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸，而且還會產生HCO₃^-，使系統的pH值回升。

堿度曾一度在厭氧消化中被認為是一個至關重要的影響因素，但實際上其作用主要是保證厭氧體系具有一定的緩沖能力，維持合適的pH值；厭氧體系一旦發生酸化，則需要很長的時間才能恢復。