现在黑膜（土工膜）沼气池的原理其实跟搪瓷罐体沼气工程，砖混结构，钢混结构，红泥沼气工程原理一样，都是在隔绝空气的环境下，通过厌氧菌作用下进行发酵，把里面的有机质转换成甲烷，二氧化碳，硫化氢，氮气等稀有气体，主要成份是甲烷，我们通称为沼气。在土工膜沼气池里进行厌氧主要经过三个阶段：
阶段一：水解酸化阶段，就是把大分子变成更小的分子结构；
阶段二：产氢，产氢乙酸阶段；
阶段三：产甲烷阶段， 就是我们通俗的讲产沼气阶段。 有机物首先通过发酸细菌的作用生成乙醇，丙酸、丁酸和乳酸等，接着通过产氢产乙酸菌的降解作用而被转化为乙酸和H2/CO2，然后再被甲烷菌利用，最终转化为CH4和CO2。以上三个阶段是所有的沼气工程的工作原理，黑膜沼气池的原理其实也是一样，只是使用建造沼气工程的材料不一样，黑膜沼气池采用的是土工膜。
土工膜沼气池具有以下优点（特点）：
一、建设成本低，是以上几种黑膜沼气工程成本的十分之一的价格；
二、建设速度快，上万立方的黑膜沼气工程在半个月内有可能完工。
三、有机污水发酵停留时间长，厌氧充分发酵。
四、使用寿命在10年以上不结壳，里面污泥和渣可以及时排出。
五、吸热性好，改善发酵温度。
六、不需要储气柜或者储气罐，节约了储气成本。土工膜沼气工程不足就是占地相对较大，是靠空间换取污水在黑膜沼气池内的发酵时间。
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