由于厌氧过程每个阶段的菌种都有一个与其他阶段菌种不同的最佳微生物环境，在一个单相的厌氧消化池或反应器中不可能实现最佳的厌氧运行效果，将两个阶段的菌种用于同一个反应器，会明显地阻碍彼此的效率。两相厌氧降解过程有其特点，因为每相都保持其最适宜的pH和氧化还原电位，使其在较高的效率下运行。两相厌氧工艺的启动可以在几周内完成，而无须几个月，并且所需设备尺寸至少可以缩小1/3。两相厌氧工艺的优点在于：分离和优化了潜在的限速阶段，使水解酸化过程和产甲烷过程均处于最佳状态；提高了反应动力和稳定性（控制各阶段pH，提高反应器抵抗冲击负荷的稳定性，选择生长较快的细菌）；酸化阶段具有潜在的解毒作用。
两相厌氧工艺还有以下不足：分相后原厌氧消化微生物共生关系被打破；难于管理；缺乏对各种废水的运行经验；底物类型与反应器型式之间的关系不确定。有研究者认为，从微生物的角度来看，厌氧消化过程是由多种菌群参与的生物过程，这些微生物种群之间通过代谢的相互连贯、制约和促进，最终达到一定的平衡，在厌氧消化最优化的条件下不能分开，否则不符合最优化条件，而两相厌氧过程势必会改变稳定的中间代谢产物水平，有可能对某些特殊营养型的细菌产生抑制作用，甚至造成热力学上不适于中间产物继续降解的条件。然而从目前的研究结果来看，虽然相分离后中间代谢产物发生了变化，但相的分离基本上都是不完全的，所以产甲烷相中的污泥仍是由多种菌群组成的，可以适应变化了的各种中间产物，因此相分离后中间产物的变化对产甲烷相没有不利影响。相反，由于产酸相去除了大量的氢及某些抑制物，可以为后一阶段的产甲烷菌提供了更适宜的底物及环境条件，从而使产甲烷相中的污泥活性得以提高，处理效果及运行稳定性也相应提高。
一般情况下，底物类型和反应器型式决定了某种废水能否适用于两相厌氧处理，这也得到了许多试验的验证。两相厌氧处理工艺是可以推广应用的，但对各种废水的运行经验却不足，因此仍有许多工作要做
