厭氧消化的適宜溫度有時因其他工藝條件的不同而有某種程度的差異，如反應器內較高的污泥濃度，即較高的微生物酶濃度，則使溫度的影響不易顯露出來，在一定溫度范圍內，溫度提高，有機物去除率提高，產氣量提高。一般認為，高溫消化比中溫消化沼氣產量約高1倍。溫度的高低不僅影響沼氣的產量，而且影響沼氣中甲烷的含量和厭氧消化污泥的性質，對不同性質的污染物影響程度不同。
溫度對反應速度的影響同樣是明顯的。一般地說，在其他工藝條件相同的情況下，溫度每上升10.c，反應速度就大約增加2倍-4倍。因此，高溫消化比中溫消化所需時間短。
溫度的急劇變化和上下波動不利于厭氧消化過程。段時間內段度升降5.c，沼氣產量明顯下降，波動的幅度過大時，設置停止產氣。溫度的波動，不僅影響沼氣產量，還影響沼氣中甲烷的含量，尤其高溫消化對溫度變化更為敏感。因此在設計消化器時常采取一定的控溫措施，盡可能使消化器在恒溫下運行，溫度變化幅度不超過2.c/h-3.c/h。然而，溫度的暫時性突然降低不會使厭氧消化系統遭受根本性的破壞。溫度一旦恢復到原來的水平，處理效率和產氣量也隨之恢復，只是溫度降低持續的時間較長時，恢復所需時間也相應延長。

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