厌氧生物处理，又被称为厌氧消化、厌氧发酵，是指在厌氧条件下由厌氧或兼性微生物的共同作用，使有机物分解并产生甲烷和二氧化碳的过程。最初的厌氧处理工艺仅被应用于生活污水的处理，之后又被应用于污泥消化分解，进而应用于工业废水的处理，并且发展了很多效果良好的厌氧生物处理工艺。传统厌氧生物处理技术具有水力停留时间长、有机负荷低、池容大等的缺点，制约了厌氧生物处理技术的推广和应用。
随着对全球能源短缺和温室效应等问题的关注，可再生能源的重要性日益显现，而厌氧生物处理技术可将污废水转化为乙酸、甲烷、氢气等可再生能源，既能实现资源化、能源化利用，又能减轻环境污染。因此，对于厌氧处理技术、厌氧反应器的开发研究也变得越来越多。随着对厌氧消化机理研究的不断深人和各种高效厌氧反应器的飞速发展，污废水的生物处理技术已经成为资源和环境保护的核心技术之一。同时，污水厌氧生物处理技术以其成本低廉、稳定高效等特点，在高浓度有机废水、难降解有机度水的处理领域中得到了广泛的应用。
第一代厌氧反应器
早在19世纪，人们就利用厌氧工艺处理废水废物。1881年，法国工程师Louis Mouras发明了用以处理污水污泥的“自动净化器”，从而开始了人类利用庆氧生物过程处理废水废物的历程。1896年英国出现了第一座用于处理生活污水的厌氧消化池，产生的沼气用于照明。1904 年德国的工程师Imhoff将其发展成为Imhoff双层沉淀池(即腐化池)，这一工艺至今仍然在有效地利用。1912 年英国的伯明翰市建立了第一个用土堤围成的露天敞开式消化池。至1914年，美国有14座城市建立了厌氧消化池。1925 年至1926年，美国、德国相继建成了较为标准的消化池。二战结束后，厌氧处理技术的发展又掀起了一个高潮，高效的、可加温和搅拌的消化池得到了发展，厌氧污泥与废水的加温、搅拌提高了处理效率。但从本质上，反应器中的微生物(即厌氧污泥)与废水或废料是完全混合在一起的，污泥在反应器里的停留时间(SRT) 与废水的停留时间(HRT)是相同的，因此污泥在反应器里浓度低，废水在反应器里要停留几天到几十天之久，处理效果差。此时的厌氧处理技术主要用于污泥与粪肥的消化，它尚不能经济地用于工业废水的处理。直至1955年，Soefer开发了用以处理食品包装废水的厌氧接触反应器(AC法)， 取得了良好的效果。
第二代厌氧反应器
随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高效厌氧生物反应器得以发展。第二代高效厌氧生物反应器必须满足以下两个条件:
1)系统内能够保持大量的活性厌氧污泥；
2) 反应器进水应与污泥保持良好的接触。
第三代厌氧反应器
20世纪90年代初，人们为实现高效厌氧反应器的有效运行，结合第二代反应器的优缺点，研发了第三代厌氧反应器。第三代厌氧反应器具备占地面积小、动力损耗小等特点，微生物均以颗粒污泥固定化的方式存在于反应器当中，反应器单位容积的生物量比以往更高，能承受更高的水力负荷且具备较高的有机污染物净化效果。反应器内的微生物在不同区域内生长，可以与不同区域内的进水充分接触，完成了一定程度上的生物相分离。第三代反应器的主要代表有:厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)、内循环反应器(IC)、升流式厌氧污泥床过滤器(UBF)等。
厌氧序批式反应器(ASBR)
厌氧序批式反应器(Anaerobic Sequecing Batch Reactor, ASBR) 是20世纪90年代美国爱荷华州立大学Dague教授等人将好氧生物处理中的SBR法用于厌氧处理中，从而开发出的一种新型高效厌氧反应器。这种工艺能克服污泥流失的问题，且在反应器内能培养出沉降好、活性高颗粒污泥，具有较高的污泥停留时间，低的水力停留时间。虽然ASBR运行上类似于厌氧接触，但ASBR的固液分离在反应器内部进行，不需设澄清池，不需真空脱气设备。另外，ASBR中不需UASB中复杂的三相分器，与其他高效厌氧反应器如AF、UASB等相比，ASBR具有工艺简单、运行方式灵活、生化反应推动力大、耐冲击负荷强等优点。近些年，ASBR受到世界范围内的广泛关注，已成为厌氧生物处理领域的研究热点之一。
厌氧膜生物反应器(AnMBR)
厌氧膜生物反应器可以简单定义为膜分离技术和厌氧生物处理单元相结合的废水处理技术。它的提出始于20世纪70年代，至此，这一技术的研究和开发相继展开。20世纪80年代，美国、日本和南非相继开发了AnMBR技术并用于工业和生活污水处理。由于当时膜生产技术不够发达，膜价格昂贵且膜的使用寿命短，膜通量小等原因，这些技术还是主要局限于实验室和中试规模的废水处理应用。20世纪90年代后，随着研究日益增多，针对AnMBR的研究就主要集中在膜材质与膜组件形式的开发与优化、膜污染表征与控制、反应器的配置与构造以及在各种废水处理中的应用等方面。
