Pengolahan air limbah anaerobik adalah teknik pengolahan limbah umum yang menggunakan bakteri yang tumbuh secara alami untuk memecah limbah. Ini efisien dalam dua cara. Pengolahan anaerobik menggunakan lebih sedikit energi daripada proses lainnya, dan juga menghasilkan produksi gas seperti metana yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi, dan dapat lebih murah biayanya. Jenis pengolahan tergantung pada sistem yang digunakan, yang disebut digester, yang biasanya mencakup laguna tertutup, campuran lengkap, dan varietas aliran sumbat. Banyak jenis lain yang digunakan untuk pengolahan limbah tergantung pada persentase padatan dalam limbah dan kecepatan proses yang diinginkan.
Inti dari pengolahan anaerobik, jenis digester anaerobik yang digunakan juga tergantung pada seberapa padat limbahnya. Limbah cair, seperti kotoran cair pada fasilitas pertanian, paling mudah diproses oleh digester laguna tertutup. Laguna biasanya besar dan tertutup untuk menjebak gas yang terbentuk saat limbah terurai. Untuk bubur yang sebagian cair, biasanya digunakan digester campuran lengkap, di mana limbah dicampur di dalam tangki di atas tanah atau di bawah permukaan. Padatan tetap tersuspensi sebagai organisme anaerobik memecah semuanya.
Kotoran dan limbah padat lainnya disimpan di tangki bawah tanah dan dipecah dalam plug-flow digester. Digester pemeliharaan terendah, terdiri dari tangki berpemanas yang menyimpan gas sisa yang dihasilkan oleh organisme. Pengolahan limbah dan tempat pembuangan sampah kota mungkin memerlukan satu jenis digester. Lainnya dapat digunakan dalam pertanian, pengolahan makanan, dan pengolahan air limbah. Ada juga berbagai digester lain yang digunakan dalam pengolahan anaerobik, seperti selimut lumpur anaerobik aliran ke atas, anaerobik film tetap, atau digester anaerobik fase suhu, yang biasanya digunakan untuk limbah padat rendah.
Jenis pengolahan anaerobik yang digunakan dapat bergantung pada berapa biaya untuk merancang sistem dan menggunakannya, dan berapa banyak metana yang dapat dijual atau digunakan untuk menghasilkan energi. Ukuran tangki berperan, serta jenis zat yang akan digunakan untuk memecahnya. Pengolahan anaerobik melibatkan pra-pengolahan, pengolahan biogas, dan metode membuang atau mendaur ulang sisa produk limbah. Proses pencernaan adalah proses yang kompleks di mana molekul limbah dipecah menjadi senyawa sederhana yang disebut monomer, yang diubah menjadi asam lemak. Ini terurai menjadi hidrogen dan asam asetat dengan adanya bakteri anaerob, dan kemudian terdegradasi lebih lanjut menjadi gas metana dan karbon dioksida.