为了系统研究厌氧消化的微生物学机制，使用全混流反应器(CSTR)，构建了分别以厌氧消化体系常见的底物和中间代谢产物如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸、甘油、葡萄糖、淀粉和蛋白等为唯一碳源的连续恒化(chemostat)厌氧消化系统，利用分子生物学手段如荧光原位杂交(FISH)、克隆文库分析、定量PCR、变性梯度凝胶电泳(DGGE)和末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)等研究了各恒化系统的微生物群落特征及反应器操作参数的影响机制。结果表明，碳源种类、最终产物、稀释率和温度显著影响微生物群落结构。微生物群落结构随碳源种类发生显著变化;即使是同一碳源，当系统的稀释率发生变化时，微生物群落会随之发生变化;稀释率不仅影响微生物群落结构，同时还对甲烷产生途径产生明显影响。同一运行条件下微生物群落的稳定性和碳源种类及运行条件相关;碳源结构简单群落稳定性更高，运行温度越高群落变化约不显著。基于供给唯一碳源的厌氧消化体系的微生物群落研究，进一步解析了分别处理包括城市垃圾、蒸馏废液、畜禽粪尿、下水污泥等在内的多种实际有机废水/废物反应器的操作特性和微生物群落的关系。上述针对厌氧消化过程的微生物学机制的系统性的研究将对实现能稳定运行且具有高处理速率和效率的厌氧消化过程具有重要指导意义。