废水厌氧生物处理法又称“厌氧消化”。废水生物处理法之一种。利用厌氧微生物以降解废水中的有机污染物，使废水净化的方法。其机理是在厌氧细菌的作用下将污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和二氧化碳等气体。完全厌氧消化过程可分三个阶段：①污泥中的固态有机化合物借助于从厌氧菌分泌出的细胞外水解酶得到溶解，并通过细胞壁进入细胞，在水解酶的催化下，将多糖、蛋白质、脂肪分别水解为单糖、氨基酸、脂肪酸等；②在产酸菌的作用下，将第一阶段的产物进一步降解为较简单的挥发性有机酸，如乙酸、丙酸、丁酸等；③在甲烷菌的作用下，将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳。影响因素有温度、pH值、养料、有机毒物、厌氧环境等。厌氧生物处理的优点：处理过程消耗的能量少，有机物的去除率高，沉淀的污泥少且易脱水，可杀死病原菌，不需投加氮、磷等营养物质。但是，厌氧菌繁殖较慢，对毒物敏感，对环境条件要求严格，最终产物尚需需氧生物处理。近年来，常应用于高浓度有机废水的处理。

目前比较成熟的是通过沼气综合利用工艺——利用沼气设施对污染物进行厌氧消化降解，分离出的固态物处理后还田“消化”。我国最早将畜禽粪便用于厌氧处理是以生产沼气为目的，而随着畜牧业的迅猛发展，畜禽粪便造成的环境污染日渐突出，人们开始将厌氧处理用于以畜禽粪便环境污染物处理为主要目的，而生产沼气只作为附加产物。邓良伟等采用内循环厌氧反应器处理猪场废水，BOD5去除率为95.8%，悬浮物去除率78.5%，沼气产气率达1.5～3m3/d。厌氧处理的优点是处理的最终产物恶臭味减少，产生的甲烷气可以作为能源利用，缺点是NH3挥发损失多，处理池体积大，而且只能就地处理与利用。为克服这些缺点，在美国的Ohio州发明了一种厌氧消化器，该装置可以有效地控制恶臭气体产生，大大缩短处理时间，而且体积仅是厌气处理池的百分之一。它的缺点是，需要一定的投资，且操作要十分小心。我国各地均有沼气池处理畜禽粪便，但受到一次性投资过大，如常年存栏3000头猪的大型养殖场建设沼气综合利用工程约需投资100万元，年运行经费高达5万元左右，并且沼气池长期效果受温度影响较大，冬季产气量小，夏季产气量大，沼液和沼渣等副产品难以盈利也导致许多已建的沼气工程运行困难，甚至许多大型现代化沼气设施也处于闲置状态(如北京苇沟猪场沼气池)。针对此，政府应充分认识养殖场综合利用设施的公益性，从税收、土地价格及银行贷款等方面制定更优惠的专项扶持政策，以降低沼气工程建设成本和沼气使用设备的生产成本，扩大沼气出售的利润空间。如浙江省的经验表明只要扶持措施到位，沼气综合利用法不仅适用于集约化畜禽养殖场，甚至适用于家庭养殖及生活污水处理。