Quá trình phân hủy kỵ khí: phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy chất hữu cơ trong môi trường không có oxi ở nhiệt độ từ 30 - 650C. Sản phẩm của quá trình là khí sinh học (CO2 và CH4) có thể thu gom và sử dụng như một nguồn nhiên liệu sinh học hoặc là nguồn dinh dưỡng bổ sung cho cây trồng. Quá trình chuyển hóa các chất
hữu cơ dưới điều kiện kỵ khí xảy ra theo 3 bước: Quá trình thủy phân các hợp chất có phân tử lớn thành những hợp chất thích hợp dùng làm năng lượng và mô tế bào, quá trình chuyển hóa các hợp chất sinh ra thành các hợp chất có phân tử lượng thấp hơn, quá trình chuyển hóa các hợp chất trung gian thành các sản phẩm chủ yếu là CH4 và CO2 (Hà Thanh Toàn, 2010).
Quá trình phân hủy hiếu khí: phân hủy hiếu khí là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí và ổn định các chất hữu cơ nhờ hoạt động của vi sinh vật. Sản phẩm của quá trình phân hủy này bao gồm CO2, nước, nhiệt, chất mùn ổn định, không mang mầm bệnh và được sử dụng làm phân bón cho cây trồng. Dựa vào sự biến thiên của nhiệt độ có thể chia quá trình ủ hiếu khí thành các pha:
o Pha thích nghi: giai đoạn các loài vi sinh vật bắt đầu làm quen với điều kiện môi trường mới.
o Pha tăng trưởng: đặc trưng bởi sự tăng nhiệt độ do quá trình phân hủy sinh học. Giai đoạn này các vi khuẩn bình nhiệt phát triển rất mạnh.
o Pha ưa nhiệt: giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất, tạo điều kiện thuận lợi cho các vi sinh vật ái nhiệt phát triển mạnh. Đây là giai đoạn ổn định chất thải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh.
o Pha trưởng thành: giai đoạn giảm dần nhiệt độ đến bằng nhiệt độ môi trường. Giai đoạn này là bắt đầu của sự lên men rất chậm và xảy ra quá trình mùn hóa các chất hữu cơ, xảy ra các phản ứng nitrat hóa, amonia bị oxi hóa sinh học tạo thành nitrit (NO2-) và cuối cùng thành nitrate (NO3-).