厌氧消化系统的启动主要是培养消化污泥，消化污泥培养正常的一个主要标志是产酸菌与甲烷菌数量上的动态平衡。产酸菌繁殖速度快，对环境条件要求较低，极易大量培养繁殖，而甲烷菌很脆弱，对环境条件要求高，初期培养较困难，因此，试运行中生物培养的主要目标是甲烷菌的培养。一般来说，甲烷菌培养良好时，产酸菌必然良好，但产酸菌的过度繁殖，不利于甲烷菌的培养，有时甚至不可能培养起来。
向消化池内投入消化种污泥，种污泥可以取自其他处理厂，如无条件，可从废坑塘种取部分腐烂的污物或污泥投入消化池作为种污泥。向消化池内逐步投入生污泥，使消化污泥自行逐渐形成。此法培养时间较长，一般需2－3个月才能将消化污泥培养正常。
在培养消化污泥时，必须控制有机物的投配负荷，投配负荷太高，会导致挥发性脂肪酸的大量积累，使酸衰退阶段时间太长，从而大大延长培养时间。一般有两种控制方法：一是降低投泥的浓度；二是用初沉出水或二沉出水注满消化池，稀释投入的污泥。
1、厌氧滤池的启动
厌氧滤池的启动即完成反应器内污泥的增殖与驯化，通过形成生物膜和细胞聚集体
使污泥达到预定的浓度和活性，从而使反应器可在设计负荷下正常运行。通常可采用已有的污水处理厂的消化污泥作为接种污泥，污泥在投加前可与部分原水混合，在反应器仲停留3－5d，然后开始连续进水。开始时，COD负荷应低于1.0kg/(m3·d)。对于高浓度的废水要进行适当的稀释，并在启动过程中逐渐减少稀释倍数，增加负荷。当废水中可生物降解的COD去除率达到80％左右时，即可按设计负荷连续运行了。
2、UASB系统的启动
对于一个新建的上流式厌氧污泥床（UASB）系统来说，启动过程主要是用未经驯化的絮状污泥（如污水处理厂的消化污泥）对其进行接种，使反应器达到设计负荷并实现有机物的去除效果，通常这一过程伴随着颗粒化的完成，因此也称为污泥的颗粒化。由于厌氧微生物，特别是甲烷菌增殖很慢，厌氧反应器的启动需要很长时间。但是，一旦启动完成，在停止运行后的再次启动可以迅速完成。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
当没有现成的厌氧污泥和颗粒污泥时，采用最多的是城市污水厂的消化污泥。除了消化污泥之外，可用作接种的污泥和沉淀物或富微生物的河泥也可以培养出颗粒污泥。污泥VSS的接种浓度至少不低于10kg/m3反应器容积。接种污泥的填充量应不超过反应器容积的60％。
当用非颗粒污泥接种时，为了培养颗粒污泥或沉降性能好的污泥，都存在一个将絮状污泥和分散的细小污泥由反应器“洗出”的阶段，这是反应器完成颗粒化的先决条件。这一阶段是一个缓慢和微生物逐步进化的过程，控制的关键要素之一是水力停留时间或上升流速。一般升流速度未0.4－1.0m/h，如果有必要可以采用出水的回流。但是出水冲走的污泥绝对没有必要回流到反应器。
从负荷角度考虑UASB的初次启动和颗粒化过程分为3个阶段。
阶段1，即启动的初始阶段，这一阶段是低COD负荷的阶段《2kg/(m3.d)
阶段2 即当反应器COD负荷上升至2－5kg/(m3.d)的启动阶段。在这阶段在反应器里对较重的污泥颗粒和分散的、絮状的污泥进行选择。使这一阶段的末期留下的污泥中开始产生颗粒污泥和保留沉淀性能良好的污泥。所以COD负荷在5kg/m3.d左右是反应器中以颗粒污泥或絮状污泥为主的一个重要的分界。
阶段3 这一阶段是指反应器COD负荷超过5kg/m3.d，此时，絮状污泥变得迅速减少，而颗粒污泥加速形成直到反应器内不再有絮状污泥存在。
当反应器COD负荷大于5kg/m3.d，由于颗粒污泥的不断形成反应器大部分被颗粒污泥充满时，其最大COD负荷可以超过 20kg/m3.d，当反应器运行COD负荷小于5kg/m3.d时，系统中虽然可能形成颗粒污泥，但是反应器的污泥性质是由占主导地位的絮状污泥所确定。