廢水厭氧生物處理是指在無氧條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用,，將廢水中各種復雜有機物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程,。
而在厭氧生化處理過程中，高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：
水解階段
高分子有機物相對分子量巨大,，不能透過細胞膜,，不能為細菌直接利用，因此它們在一階段被細菌胞外酶分解為小分子,。
例如：纖維素被纖維素水解酶水解為纖維素二糖與葡萄糖,，淀粉被水解為淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為多肽與氨基酸等,。這些小分子的產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用,。
發(fā)酵（或酸化）階段
在這一階段，上述小分子的化合物在發(fā)酵細菌（即酸化菌）的細胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外,。
這一階段的主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸,、醇類,、乳酸、二氧化碳,、氫氣,、氨,、硫化氫等,。與此同時，酸化菌也利用部分物質(zhì)合成新的細胞物質(zhì),，因此未酸化廢水厭氧處理時產(chǎn)生更多的剩余污泥,。
乙酸階段
在此階段,，上一階段的產(chǎn)物被進一步轉(zhuǎn)化為乙酸,、氫氣、碳酸以及新的細胞物質(zhì),。
產(chǎn)甲烷階段
這一階段里,，乙酸，氫氣,、碳酸,、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質(zhì),。
利用前面的水解酸化階段可以使廢水中有機大分子物質(zhì)被細胞外酶分解為小分子,，這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用，可改善廢水的可生化性,。
