污泥消化是一种生物过程，其中有机固体分解成稳定的物质。消化降低了固体的总质量，破坏了病原体，并使污泥更容易脱水或干燥。
　　
　　大多数大型污水处理厂使用两级消化系统，其中有机物通过厌氧条件（在没有氧气的情况下）代谢。在第一阶段，将增稠至干固体（DS）含量约5％的污泥加热并在密闭罐中混合数天。形成酸的细菌水解大分子，如蛋白质和脂质，将它们分解成较小的水溶性分子，然后将这些较小的分子发酵成各种脂肪酸。然后污泥流入第二个罐中，其中溶解的物质被其他细菌转化为沼气，二氧化碳和甲烷的混合物。甲烷是可燃的，用作加热第一个消化罐的燃料以及为工厂发电。
　　
　　厌氧消化是非常敏感的温度，酸度和其他因素。它需要仔细监控和控制。在一些情况下，污泥在第一次消化阶段开始时用额外的水解酶接种，以补充细菌的作用。已经发现，这种酶处理可以破坏污泥中更多不需要的病原体，并且还可以导致在消化的第二阶段产生更多的生物气。