厭氧生物處理也稱厭氧消化，就是在無氧且無硝酸鹽存在的條件下，由兼性微生物及專性厭氧微生物的作用，使復雜有機物分解成無機物，產生CH4，CO2以及少量的H2S，NH3，H2等，凈化或穩定處理廢水（或污泥）的過程。厭氧處理的反應是由多種不同性質、不同功能的微生物協同發揮作用的連續微生物過程，遠比好氧生物處理中的微生物過程復雜。主要影響因素有：溫度、pH值、氧化還原電位、營養物質、F/M比、有毒物質等。 

1、溫度：溫度對厭氧微生物的影響尤為明顯，一般在常溫條件下（20~25°C）進行，以節省能量和運行費用，當溫度低于下限溫度時，每下降1℃，效率下降11%。溫度在1-3℃的微小波動，對厭氧反應影響不明顯，但溫度變化過大（急速變化），則會使污泥活力下降，度產生酸積累等問題。

2、pH值和堿度：pH值是厭氧消化過程中的最重要的影響因素；通常pH值調節為6.8~7.2范圍內，因產甲烷菌對pH值的變化非常敏感，pH值在<6.5或>8.2時，產甲烷菌會受到嚴重抑制，而進一步導致整個厭氧消化過程的惡化；堿度主要作用是保證厭氧體系具有一定的緩沖能力，維持合適的pH值；厭氧體系是一個pH值的緩沖體系，主要由碳酸鹽體系所控制。厭氧體系一旦發生酸化，則需要很長的時間才能恢復。

3、氧化還原電位：嚴格的厭氧環境是產甲烷菌進行正常生理活動的基本條件；非產甲烷菌可以在氧化還原電位為+100~ -100mv的環境正常生長和活動；產甲烷菌的理想氧化還原電位為-150~ -400mv，在培養產甲烷菌的初期，氧化還原電位不能高于-330mv。 

4、營養要求：厭氧微生物對N、P等營養物質的要求略低于好氧微生物，其要求COD：N：P = 200：5：1；多數厭氧菌不具有合成某些必要的維生素或氨基酸的功能，有時需要投加：K、Na、Ca等金屬鹽類；微量元素Ni、Co、Mo、Fe等；有機微量物質：酵母浸出膏、生W素、維生素等。

5、F/M比：厭氧生物處理的有機物負荷較好氧生物處理更高，一般可達5~10kgCOD/m³.d，甚至可達50~80 kgCOD/m³.d；無傳氧的限制；可以積聚更高的生物量。產酸階段的反應速率遠高于產甲烷階段，因此必須十分謹慎地選擇有機負荷；高的有機容積負荷的前提是高的生物量，而相應較低的污泥負荷；高的有機容積負荷可以縮短HRT，減少反應器容積。

6、有毒物質：常見的抑制性物質有硫化物、氨氮、重金屬、Q化物及某些有機物。硫酸鹽和其它硫的氧化物很容易在厭氧消化過程中被還原成硫化物；可溶的硫化物達到一定濃度時，會對厭氧消化過程主要是產甲烷過程產生抑制作用；投加某些金屬如F_e可以去除S^2-，或從系統中吹脫H₂S可以減輕硫化物的抑制作用。氨氮是厭氧消化的緩沖劑，但濃度過高，則會對厭氧消化過程產生毒害作用，抑制濃度為50~200mg/l，馴化后適應能力會得到增強。