Η αναερόβια επεξεργασία των λυμάτων είναι μια κοινή τεχνική επεξεργασίας λυμάτων που χρησιμοποιεί φυσικά αναπτυσσόμενα βακτήρια για τη διάσπαση των αποβλήτων. Αυτό είναι αποτελεσματικό με δύο τρόπους. Η αναερόβια επεξεργασία χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια από άλλες διεργασίες και έχει επίσης ως αποτέλεσμα την παραγωγή αερίων όπως το μεθάνιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας και μπορεί να είναι χαμηλότερο σε κόστος. Ο τύπος επεξεργασίας εξαρτάται από το σύστημα που χρησιμοποιείται, που ονομάζεται χωνευτήρας, το οποίο συνήθως περιλαμβάνει ποικιλίες καλυμμένης λιμνοθάλασσας, πλήρες μείγμα και ποικιλίες βύσματος ροής. Πολλοί άλλοι τύποι χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία λυμάτων ανάλογα με το ποσοστό των στερεών στα απόβλητα και την επιθυμητή ταχύτητα της διαδικασίας.
Ο πυρήνας της αναερόβιας επεξεργασίας, ο τύπος των αναερόβιων χωνευτών που χρησιμοποιούνται εξαρτάται επίσης από το πόσο στερεά είναι τα απόβλητα. Τα υγρά απόβλητα, όπως η υγρή κοπριά σε γεωργικές εγκαταστάσεις, επεξεργάζονται ευκολότερα από καλυμμένους χωνευτές λιμνοθάλασσας. Οι λιμνοθάλασσες είναι συνήθως μεγάλες και καλύπτονται για να παγιδεύουν αέρια που σχηματίζονται καθώς διασπώνται τα απόβλητα. Για πολτούς που είναι εν μέρει υγροί, χρησιμοποιείται συνήθως ένας χωνευτήρας πλήρους μίγματος, στον οποίο τα απόβλητα αναμιγνύονται μέσα σε μια υπέργεια δεξαμενή ή σε μια που βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια. Τα στερεά παραμένουν αιωρούμενα καθώς οι αναερόβιοι οργανισμοί διασπούν τα πάντα.
Η κοπριά και άλλα στερεά απόβλητα φυλάσσονται σε υπόγεια δεξαμενή και διασπώνται σε χωνευτήρα βύσματος. Ο χωνευτήρας χαμηλότερης συντήρησης, αποτελείται από μια θερμαινόμενη δεξαμενή που αποθηκεύει το υπόλοιπο αέριο που παράγεται από τους οργανισμούς. Η επεξεργασία λυμάτων και οι δημοτικές χωματερές ενδέχεται να απαιτούν έναν τύπο χωνευτή. Άλλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη γεωργία, την επεξεργασία τροφίμων και την επεξεργασία λυμάτων. Υπάρχουν επίσης διάφοροι άλλοι χωνευτές που χρησιμοποιούνται στην αναερόβια επεξεργασία, όπως μια κουβέρτα αναερόβιας λάσπης ανόδου, αναερόβιοι χωνευτές σταθερής μεμβράνης ή αναερόβιοι χωνευτές φάσης θερμοκρασίας, που συνήθως χρησιμοποιούνται για απόβλητα χαμηλών στερεών.
Ο τύπος της αναερόβιας επεξεργασίας που χρησιμοποιείται μπορεί να εξαρτάται από το πόσο κοστίζει ο σχεδιασμός και η χρήση ενός συστήματος και πόσο μεθάνιο μπορεί να πωληθεί ή να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας. Το μέγεθος των δεξαμενών παίζει ρόλο, καθώς και οι τύποι ουσιών που θα χρησιμοποιηθούν για τη διάσπαση. Η αναερόβια επεξεργασία περιλαμβάνει την προεπεξεργασία, την επεξεργασία του βιοαερίου και τη μέθοδο απαλλαγής ή ανακύκλωσης των υπόλοιπων αποβλήτων. Η διαδικασία πέψης είναι μια πολύπλοκη διαδικασία κατά την οποία τα μόρια των αποβλήτων διασπώνται σε απλές ενώσεις που ονομάζονται μονομερή, οι οποίες μετατρέπονται σε λιπαρά οξέα. Αυτά διασπώνται σε υδρογόνο και οξικό οξύ παρουσία αναερόβιων βακτηρίων και στη συνέχεια αποικοδομούνται περαιτέρω σε μεθάνιο και αέριο διοξείδιο του άνθρακα.