在厭氧消化過程中，水解菌與產酸菌對pH值有較大范圍的適應性，可以在pH值為5.0～8.5范圍生長良好。

而產甲烷菌對pH值的變化較敏感，應維持在6.5～7.8范圍內，最宜pH值范圍是7.0～7.3，pH值發生較大變化時，會引起細菌活力的明顯下降。

由于產甲烷菌和非產甲烷菌對pH值的不同適應性，應特別注意反應器內pH值的控制，若pH值變化幅度過大會導致反應器內有機酸的積累、酸堿平衡失調，這將使產甲烷菌的活性受到更大抑制，最終導致反應器的運行失敗。

在傳統厭氧系統中，通常維持一定的pH值，使其不限制產甲烷菌生長，并阻止產酸菌（可引起揮發性脂肪酸累積）占優勢。

因此，必須使反應器內的反應物能夠提供足夠的緩沖能力來中和任何可能的揮發性脂肪酸積累，這樣就阻止了在傳統厭氧消化過程中局部酸化區域的形成。而在兩相厭氧系統中，各相可以調控不同的pH值，使產酸過程和產甲烷過程分別在最佳的條件下進行。

消化液的堿度通常由其中氨氮的含量決定，它能中和酸而使消化液保持適宜的pH值。在消化系統中，NH3和CO2反應生成NH4HCO3，使消化液具有一定的緩沖能力，一定范圍內避免了pH值的突然降低。

緩沖劑是在有機物分解過程中產生的，消化液中有H2CO3、氨（NH3和NH4 ）和NH4HCO3存在，HCO3-和H2CO3組成緩沖溶液。該緩沖溶液一般以碳酸鹽的總堿度計。當溶液中脂肪酸濃度在一定范圍內變化時，不足以導致pH值變化。在消化系統中，應保持堿度在2000mg/L以上，使其有足夠的緩沖能力。在消化系統管理過程中，應經常測定堿度。

氨有一定的毒性，一般以不超過1000mg/L為宜。氨的存在形式有NH3和NH4 ，兩者的平衡濃度決定于pH值。當pH值降低時，NH3解離為NH4 ，NH4 濃度超過150mg/L時，消化過程一般受到抑制。