有机废水，尤其是高浓度有机废水的处理方法，主要取决于废水的性质，按性质可分为三大类：
（1）易生物降解的有机废水，主要来自于农牧产品和畜禽粪便等，如轻工业食品发酵废水和禽畜饲养排放的废液等。这类废水有机物浓度高，且利用成分多。
（2）难生物降解的有机废水，主要来自化学工业，石油工业等。
（3）有害有机废水，主要来自化学工业和发酵工业，如味精废水，蜜糖酒精废水等。这类废水中还有某些有害物质，如重金属，高氯，高硫等，对微生物有毒害作用。
对于第一类有机废水，其有机组分主要是糖类，蛋白质和脂类，这类高浓度有机废水的治理由于其有可回收有用物质，应优先考虑采用厌氧处理技术，不仅效能高，能耗低，并能回收大量生物能。对第二类可以选择厌氧-好氧串联工艺，对第三类高浓度有机废水，首先要通过适当的化学预处理，去除废水中有毒有害物质，再采用厌氧生物处理技术。
第二代废水厌氧处理生物技术
20世纪70年代起，国际上出现的第二代厌氧生物处理技术，它们特征如下：
1.具有相当高的有机负荷和水利负荷，反应器容积比传统工艺减少90%以上；
2.在不利条件下（低温，冲击负荷，存在拟制物）下仍具有高的稳定性；
3.反应器投资小，适合各种规模和被结合在整体的处理技术中；
4. 处理低浓度废水的效率已具备与好氧处理的竞争能力。
其中，最广泛的当属升流式厌氧污泥床（UASB）工艺，其应用率达到工业化厌氧反应器的65%。
第二代废水厌氧处理生物技术可分为五种：
1.颗粒化活性污泥处理技术，根据Hulshff等人分类，有以下三种颗粒污泥：a.紧密型球形颗粒，主要由杆状菌，丝状菌组成。直径1-3mm，b.类球形颗粒，主要由丝状菌组成，直径1-5mm，c.球形小颗粒，主要由甲烷八叠球组成，颗粒直径0.1-0.5mm。影响污泥颗粒化的因素主要有：废水水质；反应器结构和设计参数，lettings等人研究的UASB反应器，最主要组成部分是相分离器，由于其良好的水力混合，三相分离特性，从而培养出活性高，沉降性能好的厌氧颗粒污泥；运行操作条件，HRT较小，则上流速度大，有助于反应器内细小分散污泥的洗出，从而利于颗粒化完成；对于UASB反应器来说，只有形成了颗粒污泥才能保持高生物量，承受更高的负荷，颗粒污泥体积小，其污泥指数一般在10mg/g左右，沉降性能好，既增加了反应器中污泥储量，又不易损失，反应器负荷可达到30KgCOD/（m3•d)左右。
2.固定化酶和固定化微生物技术，就目前而言，这种技术成本较高，工程实例少，暂不介绍。
3.特定微生物选育与强化处理技术。作为废水处理的特定微生物，通常是细菌，藻类，酵母等中的某些微生物，其在净化工艺中既可以净化污水，同时又可以生产有价值的副产品。普通活性污泥法所产生的剩余污泥中，虽然所含蛋白质达40%-50%，但由于采用的是多种微生物混合体系的运行方式，有用资源的纯度差，难于利用。只能用作肥料。而采用特种微生物处理，是以特种微生物的纯种培养的运行方式，所得产物易于加工利用。但纯菌种培养困难，工业化实现一次性投资较大，启动较为困难。目前没有大型工业实例。
4.光合细菌处理技术，对现代工业化处理不适应，不再介绍。
5.生物膜处理技术，厌氧生物膜反应器，更适合进水BOD浓度高达15000mg/l的废水处理，容积负荷率高，一般可达5-10kgCOD/(m3•d), 在去除有机物COD同时，可产生0.35-0.45m3/kgCOD的沼气，乃冲击负荷能力极强。
