Anaerobisessa jätevedenpuhdistuksessa käytetään biologisia aineita hapettomassa ympäristössä epäpuhtauksien poistamiseksi jätevedestä. Tällaisen käsittelyn jälkeen vesi voidaan vapauttaa turvallisesti takaisin ympäristöön. Prosessissa käytettäviä biologisia aineita ovat mikro -organismit, jotka kuluttavat tai hajottavat lietteessä olevia biohajoavia materiaaleja tai jäteveden kiinteä osa sen saastuneesta vedestä suodattamisen jälkeen.
Anaerobinen jätevedenkäsittely tunnetaan myös anaerobisena pilkkomisena mikro -organismien vaikutuksesta. Toisin sanoen ne ”sulattavat” veden saastuneet osat. Anaerobinen mädätys on tyypillisesti osa biologista jätevedenpuhdistusjärjestelmää, ja se on erinomainen tapa vähentää orgaanisen aineksen määrää jätteissä, kuten jätevedessä ja elintarvikejäämissä.
Yleensä anaerobinen prosessi tapahtuu suljetuissa säiliöissä, jotka sijaitsevat joko maanpinnan ylä- tai alapuolella. Lietteen hajoamisen alkuvaiheessa mikro -organismit, jotka ovat enimmäkseen bakteereja, muuttavat jätteen orgaanisiksi hapoiksi, ammoniakiksi, vedyksi ja hiilidioksidiksi. Anaerobisen jätevedenkäsittelyn loppuvaiheessa lietteen jäännökset muunnetaan metanogeenina tunnetun yksisoluisen mikro-organismin avulla biokaasuksi, joka koostuu metaanista ja hiilidioksidista.
Anaerobisen jäteveden käsittelyn lisäetu on sen kaasupäästöjen vähentäminen. Anaerobisen jätevedenkäsittelyn biokaasu voidaan todella hyödyntää ja käyttää vaihtoehtoisena virtalähteenä ruoanlaittoon, valaistukseen, lämmitykseen ja moottorin polttoaineeseen. Toisin sanoen, sieppaamalla ja hyödyntämällä anaerobisella hajotuksella tuotettua metaania ja hiilidioksidia, biokaasua ei vapaudu ilmakehään.
Monet tiedeyhteisöstä uskovat, että suuret metaanin ja hiilidioksidin pitoisuudet, joita kutsutaan myös kasvihuonekaasuiksi, maapallon ilmakehässä edistävät ilmaston lämpenemistä. Tämä kasvihuoneilmiönä tunnettu teoria olettaa, että nämä kaasut sieppaavat auringon lämpöä ilmakehässä ja nostavat siten maapallon lämpötilaa. Vaikka teoria on johtanut kiistoihin, biokaasun käyttämisellä fossiilisten polttoaineiden vaihtoehtona on joitain käytännön sovelluksia.
Kehitysmaissa on saatavilla valtion rahoittamia ohjelmia, jotka auttavat yksinäisiä asuntoja ja tiloja voittamaan paikan päällä tapahtuvan anaerobisen mädätyksen tuottaman biokaasun avulla. Yhdistyneet Kansakunnat tarjoaa rahoitusta myös kehitysmaiden anaerobisen hajoamisen ohjelmiin edellyttäen, että käytettävissä on todisteita kaasun päästöjen vähenemisestä.
Yhdysvalloissa anaerobinen jätevedenpuhdistus on yleensä osa yhdyskuntajätevesien käsittelylaitosta. Anaerobista mädätystä käyttävät kuitenkin myös omakotitalot alueilla, jotka eivät ole yhteydessä kunnalliseen järjestelmään, ja yritykset, joilla on jätevedenkäsittelylaitteita paikan päällä.