El tratamiento anaeróbico de aguas residuales es una técnica común de tratamiento de aguas residuales que utiliza bacterias de crecimiento natural para descomponer los desechos. Esto es eficaz de dos formas. El tratamiento anaeróbico usa menos energía que otros procesos y también da como resultado la producción de gases como el metano que pueden usarse para generar energía y pueden tener un costo menor. El tipo de tratamiento depende del sistema utilizado, llamado digestor, que comúnmente incluye variedades de laguna cubierta, mezcla completa y flujo pistón. Muchos otros tipos se utilizan para el tratamiento de aguas residuales dependiendo del porcentaje de sólidos en los desechos y la velocidad deseada del proceso.
El núcleo del tratamiento anaeróbico, el tipo de digestores anaeróbicos utilizados, también depende de qué tan sólidos sean los desechos. Los desechos líquidos, como el estiércol líquido en las instalaciones agrícolas, se procesan más fácilmente mediante digestores de laguna cubiertos. Las lagunas suelen ser grandes y están cubiertas para atrapar los gases que se forman a medida que se descomponen los desechos. Para las lechadas que son parcialmente líquidas, normalmente se usa un digestor de mezcla completo, en el que los desechos se mezclan dentro de un tanque sobre el suelo o uno que está debajo de la superficie. Los sólidos permanecen suspendidos mientras los organismos anaeróbicos descomponen todo.
El estiércol y otros desechos sólidos se mantienen en un tanque subterráneo y se descomponen en un digestor de flujo pistón. El digestor de menor mantenimiento consiste en un tanque calentado que almacena el gas remanente producido por los organismos. El tratamiento de aguas residuales y los vertederos municipales pueden requerir un tipo de digestor. Otros pueden usarse en agricultura, procesamiento de alimentos y tratamiento de aguas residuales. También hay varios otros digestores que se utilizan en el tratamiento anaeróbico, como un manto de lodo anaeróbico de flujo ascendente, digestores anaeróbicos de película fija o anaeróbicos en fase de temperatura, que se usan típicamente para desechos bajos en sólidos.
El tipo de tratamiento anaeróbico utilizado puede depender de cuánto cuesta diseñar un sistema y usarlo, y cuánto metano se puede vender o utilizar para producir energía. El tamaño de los tanques juega un papel importante, así como los tipos de sustancias que se usarán para descomponer. El tratamiento anaeróbico implica el pretratamiento, el procesamiento de biogás y el método para eliminar o reciclar los productos de desecho restantes. El proceso de digestión es complejo en el que las moléculas de desecho se descomponen en compuestos simples llamados monómeros, que se convierten en ácidos grasos. Estos se descomponen en hidrógeno y ácido acético en presencia de bacterias anaeróbicas y luego se degradan aún más en gas metano y dióxido de carbono.