废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物 (包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化(anaerobic digestion) 。
与好氧过程的根本区别：不以分子态氧作为受氢体，而以化合态氧、碳、硫、氮等作为受氢体。
厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。
液化阶段
显著特征是液态污泥的pH值迅速下降，不到10d，降到最低值；
产物中有机酸是主体，在一个月左右，达到最高值。
气化阶段
产生消化气，主体是CH4，因此气化阶段常称甲烷化阶段，CO2也相当多，还有微量H2S。
