厌氧处理含醇含油废水的机理就是在无氧的条件下把有机物分解成气体（甲烷和二氧化碳）。在厌氧消化中有四组微生物分四个阶段对有机物进行降解。

水解微生物把聚合物类型的物质（如多糖、蛋白质等）降解成单体，这种还原作用不会令COD减少。

酸化阶段：产酸菌把单体转化为脂肪酸（VFA）及少量H2。主要的酸有乙酸、丙酸、丁酸及少量戊酸。在酸化阶段，COD有微小的减少，只有出现大量H2时，才会使COD下降幅度增大，但很少超过10。

酸性衰退阶段：所有碳链高于乙酸的酸都被产酸菌转化为醋酸和H2，随着H2的生成，COD就减少了（这个反应只有在H2的浓度很低时才发生）。

甲烷化阶段：醋酸（C2H4O2）和H2被产甲烷菌转化为CH4，有机酸转化成甲烷气产生的能量很微小，因此厌氧菌生长较慢，而且转化的有机体产量就很少，去除有机物的动力学速率和厌氧活性污泥产率也都比好氧活性污泥少得多，甲烷化的快慢决定着整个厌氧过程的速率。

温度厌氧工艺适用于两个温度段，即中温段（29-38e）和高温段（49-57e）。虽然高温段中反应速率高得多，但维持高温在经济上往往并不合算。