废水特性是厌氧处理中必须着重考虑的重要因素，也是相当复杂的因素。特别是对于“复杂废水”更是如此。所谓复杂废水，是指那些容易引起污泥的上浮、形成浮沫或浮渣层、含有大量悬浮物或引起沉淀的化合物以及含有毒物质的废水。这类废水的特性，其所含化合物的种类影响到厌氧处理系统的设计以及运行。
图一表示了未酸化底物 ( 例如糖 ) 的 COD BD 、 COD CH4 和 COD acid 的关系，它是根据文献中细胞平均产率和甲烷产率计算而来。在糖液中 COD acid 一般等于 COD BD 的 80% ，而最大的 COD CH4 约为 COD BD 的 78% 。
图二为已酸化的废水 ( 例如 VFA 混合水 ) 中 COD BD 、 COD CH4 和 COD acid 的关系示意图。其中 COD acid 等于全部 COD BD ，也即全部 COD 。 COD CH4 的最大值可等于 COD BD 的 97% 。因为废水中的 COD acid 约等于 COD CH4 ，所以在大多情况下，我们可以认为一种废水中 COD 的甲烷转化率大体上等于 COD 的酸化率。
废水 COD 中含有可生物降解的 COD ，即 COD BD ，同时也可能含有污泥不能发酵的有机化合物，后者被称为 “生物抗性 COD (Biological resistant COD) ”，记作 COD res 。 COD res 包括那些在测试过程中污泥来不及对之产生驯化因而未能降解的有机物以及不可能降解的 “惰性有机物”。图三表示仅废水 COD res 部分在厌氧过程中被降解，而 COD 部分仍原封不动地停留在废水中。
图三、含 50%COD BD 的废水 COD 分类示意图
废水 COD 中的某些有机化合物是不溶解的，此外由溶解性的 COD BD ，所产生的细胞也不溶解，因此对厌氧处理讲， COD 的溶解性是一个重要参数。图四表示了根据 COD 溶癣性及有机物微粒大小来表示的 COD 的分类。
一般可以把通过滤纸的废水中含有的 COD 记作 COD filt ，过滤纸的部分为悬浮物，其相应的 COD 记作 COD ss 。废水中的悬浮物也可以用离心法分离 ( 以 5000r/min ，离心 5min) ，其上清液部分可看作含有 COD filt ，沉淀部分为 COD ss 。
滤纸滤液中可能含有非常微小的不能用普通滤纸或离心法除去的不溶性有机化合物这些微小的不溶物即使溶液混浊的胶体物质。在滤纸滤液中（即 COD filt 中）不通过膜的部分被称为胶体 COD ，记作 COD col 。通过膜的滤液中的 COD 为真正溶解的 COD 记作 COD sol 。在荷兰和欧洲的许多地区，在这一分析中使用孔隙为 0.45 μ m 的膜。
COD 中不是真正溶解的部分称为不溶性 COD ，记作 COD insol 。
某些废水含有聚合物底物，即在这些底物能被发酵前必须被首先水解为单体或二聚体。在厌氧过程中能被水解的聚合物 COD 称为“可水解 COD" 。而在厌氧过程的某一阶段以非聚合物形式存在的 ( 包括由聚合物水解而来的 )COD 被称为“已水解 COD ” (Hydrolyzed COD) ，记作 COD hydr 。
一些情况下，聚合物以不溶性的悬浮物或胶体形式存在。不溶性的聚合物可以被转化为溶解性的化合物这一经由水解将不溶性的化合物转化为溶解性化合物的过程叫“液化” (Lique-faction) 。如果聚合物都是不溶解的，那么在厌氧过程的某一阶段，液化等于水解。不溶解 COD 在厌氧过程中的水解百分率为：
COD hydr (%)= （ COD sol +CO D cells +COD CH4 ） / COD insol × 100%
式中 :COD sol —由 COD insol 转化而来的溶解性 COD( 包括 VFA) ；
COD cells —转化为细胞的 COD insol ；
COD CH4 —转化为甲烷的 COD insol ；
在厌氧处理过程中被去除的 COD 指进入处理系统的废水 ( 进液 )COD 和出系统的废水 ( 出液 )COD 的差值。 COD 去除率可按下式计算：
COD 去除率 (%) = （ 进液 COD 浓度一出液 COD 浓度） / 进液 COD 浓度× 100%
对于溶解性的废水，上式中出液 COD 取样时可以以滤纸过滤或者不过滤，这点应当在测试报告中加以说明，对于溶解性废水，采用过滤后的出水样品 COD 浓度 ( 即 COD filt ) 更有意义。它便于对过程进行物料平衡计算，更能准确地反映出废水中溶解性有机物去除的情况。溶解性废水在处理后出液中的悬浮物实际上是厌氧过程中转化为细胞的有机物，它们基本上可以在后序的沉淀过程中除去。以滤纸过滤的出水 COD 去除率可表示为“ COD filt 去除率”，计算如下：
COD filt 去除率 (%) = （ 进液 COD 浓度一出液 COD filt 浓度） / 进液 COD 浓度× 100%
图五、厌氧处理中未酸化废水中 COD 去除率和 COD 平衡关系
对于未酸化的溶解性废水， COD 去除率总大于转化为甲烷的 COD( 即 COD) 的百分率，因为前者包含了在酸化过程中转化为细胞的 COD ，即包含了 COD cells 。因此，每消耗一个单位 COD( 即包括已去除的 COD 和已酸化的 COD) 。 COD cells 所占的百分率可计算如下：
COD cells 去除率 (%) = （ COD filt 去除率 (%) - COD CH4 (%) ） / （ COD filt 去除率 (%) + COD vfa (%) ）× 100%
式中 :COD CH4 (%) —指废水 COD 转化为甲烷的百分率；
COD vfa (%) 指在出水中由进水 COD 转化而来的 VFA 的百分率。
对于已酸化的溶解性废水， COD filt 去除率约等于 COD CH4 的百分率，因为这种情况下只有甲烷菌生长，而甲烷菌的细胞产率非常低，因此计算 COD cells 大约等于 0 ，仅仅在计算非常精确时， COD cells 约等于 3% 。
对于含有不溶解物的废水，在计算 COD 的去除率时必须使用未经过滤的出水，因为进水中的悬浮物可能依然部分保留在出水中，这部分 COD 并未被厌氧过程去除。
在厌氧处理中， COD 的去除部分来自于非生物过程。主要的非生物过程是沉淀和吸附。它们使少量的有机物与污泥或出水中的悬浮物结合在一起。
沉淀通常由 pH 的变化或为控制 pH 而添加的钙离子引起。沉淀物可能沉降在反应器中或与污泥一起从反应器中洗出、以下是沉淀反应的一些典型例子。
吸附是有机物附着于污泥的表面在实践中最常见的吸附现象之一是脂肪吸附于污泥上。
非生物过程的 COD 去除对于非溶解性的废水中的悬浮物也有一定的作用。进水中的悬浮物可以被截留在污泥中，这是因为污泥床有一定的过滤作用或者悬浮物本身易于沉降。
悬浮物在反应器污泥中的积累对于 UASB 系统或任何以细胞固定化为基础的高速反应器都是不利的，悬浮物使污泥中细菌比例相对减少，因此污泥的活性降低。由于在一定的反应器中只能保持一定量的污泥，悬浮物的积累最终使反应器产甲烷能力和负荷下降。
UASB 反应器允许进液中一定程度上含有悬浮物，但对悬浮物中可液化的（例如应加以考虑悬浮物中真正不能够水解的一个月的厌氧消化后仍不可水解的），叫做“积累悬浮物”。
