厌氧生物处理是指在无分子态氧条件下，厌氧微生物进行厌氧呼吸，将水中复杂有机物转化为甲烷与二氧化碳，并释放出能量的过程。与好氧生化处理过程不同的是，厌氧生物处理法处理生活污水受氢体不是分子态的氧，而是碳、氢、硫或化合态的氧。因此厌氧生物反应处理产物中通常有H2、CH4、H2S等产生。
1）水解、发酵阶段：
（2）产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2/CO2；
（3)产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2产生CH4；
厌氧污水处理工艺的基建投资一般情况下比氧化沟和 SBR 工艺高，但随着规模的增大，氧化沟和 SBR 的基建费也成倍增加，而常规活性污泥法的投资则以较小的比例增加，两者的差距越来越小。当污水厂达到一定规模后，常规活性污泥法的投资比氧化沟与 SBR 还省，所以，污水厂规模越大，常规活性污泥法的优势就越大。常规活性污泥法、A/O和A2/O法的主要缺点是处理单元多，操作管理复杂，特别是污泥厌氧消化要求高水平的管理，消化过程产生的沼气是可燃易爆气体，更要求安全操作，这些都增加了管理的难度。但由于大型污水厂背靠大城市，技术力量强，管理水平较高，能满足这种要求，因而常规活性污泥法的缺点不会成为限制使用的因素。