废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用,将废水中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.在厌氧生物处理的过程中,复杂的有机化合物被分解,转化为简单、稳定的化合物,同时释放能量.其中,大部分的能量以甲烷的形式出现,这是一种可燃气体,可回收利用.同时仅少量有机物被转化而合成为新的细胞组成部分,故相对好氧法来讲,厌氧法污泥增长率小得多.好氧法因为供氧限制一般只适用于中、低浓度有机废水的处理,而厌氧法及适用于高浓度有机废水,又适用于中、低浓度有机废水.同时厌氧法可降解某些好氧法难以降解的有机物,如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮染料等.
在厌氧处理过程中,废水中的有机物经大量微生物的共同作用,被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等.在此过程中,不同微生物的代谢过程相互影响,相互制约,形成了复杂的生态系统.对高分子有机物的厌氧过程的叙述,有助于我们了解这一过程的基本内容.
高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段.
