顆粒污泥的內部主要集聚着產甲烷菌，而颗粒表层集聚着水解发酵菌和产酸菌，它们也为产甲烷菌提供一个保护层和缓冲层，有利于产甲烷菌的生长和不受外界干扰。由于颗粒污泥使各种厌氧菌聚集在一起，细菌这间距离很近，提高了中间氢的转移效率，能快速有交接地完成有机物转化为CH 4和CO 2等全过程。因此，颗粒污泥具有很高的产甲烷能力和去除废水有机物的能力。

顆粒污泥的形成需要污泥牀啓動與運行一定時間，它必须将絮体状污泥和分散的细小污泥，从反应器“洗出”，也就是使污泥形态发生变化，变成密实的、边缘圆滑的、呈圆形或椭圆形的颗粒。粒径一般为0.5-6.0mm。厌氧反应器的启动过程主要任务是实现反应器内污泥颗粒化。颗粒污泥形成分三个阶段，第一阶段是启动初期，主要进行污泥驯化，使之适应处理废水有机物能力；第二阶段，是要使絮体状污泥向颗粒污泥转化，因此要及时提高负荷率，使微生物获得足够营养，使产气和上流速度增加，引起污泥床膨胀，大量絮状污泥被洗出，留下的污泥开始产生颗粒状污泥，第三阶段是颗粒污泥培养期，实现污泥全部颗粒化和使反应器达到最高的容积负荷率，在此，应尽快把COD负荷率提高0.4-0.5kgCOD/(kgVSS·d)左右，使微生物得到足够养料，加速增殖，促进颗粒污泥加速形成，直至反应器不再有絮状污泥存在。这就是颗粒污泥形成的全过程和机理.