Chất thải lỏng bao gồm nước phân, nước tiểu, nước rửa chuồng trại, thuốc thú y, hoá chất lỏng, dung dịch xử lý chuồng trại. Nước phân là nước từ đống phân chuồng chảy ra, phần lớn là nước tiểu của gia súc có hòa lẫn các chất hòa tan của phân nguyên với một phần nước có nguồn gốc từ nước uống, nước tắm, nước rửa chuồng gia súc. Xử lý chất thải lỏng bằng phương pháp sinh học như công trình xử lý bằng phương pháp sinh học là tạo điều kiện sống và hoạt động của các vi sinh vật để cho các chất hữu cơ phân hoá được nhanh chóng. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học có thể phân thành hai nhóm, xử lý trong điều kiện tự nhiên và xử lý trong điều kiện nhân tạo. Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo như bể lọc sinh học, bể biophin cộng bể bùn hoạt tính (bể aeroten), hầm ủ khí sinh học (biogas). Công nghệ xử lý phân, chất thải bằng hầm ủ khí sinh học dựa trên nguyên tắc phân hủy kỵ khí. Các chất hữu cơ phức tạp bị các vi sinh vật yếm khí phân hủy tạo thành các chất đơn giản ở dạng hoà tan. Biogas là một hỗn hợp bao gồm CH4, CO2, N2 và H2S. Thành phần chủ yếu là CH4 chiếm 60-70% và CO2 30 - 40% phần còn lại là các chất khí H2, N2, H2S, NH3 và hơi nước.
Theo Borjesson (2008) trong phát triển ngành nông nghiệp đặc biệt là trong chăn nuôi việc áp dụng công nghệ biogas là một điều cần thiết và đang được quan tâm ở
nhiều nơi trên thế giới. Đặc biệt, đối với vùng nông thôn, miền núi, việc nghiên cứu phát triển công nghệ biogas là việc làm thiết thực, góp phần cải thiện môi trường sống, thay đổi thói quen sinh hoạt và đời sống của người nông dân, giải quyết triệt để tình trạng ô nhiễm môi trường ở nông thôn, hạn chế dịch bệnh (Honma, 2000; Borjesson và Mattiasson, 2008; Elango và ctv, 2007). Nghiên cứu của Uemura và ctv (2008) nước thải của biogas được dùng để nuôi tảo hoặc sinh vật để làm thức ăn cho cá, chất thải rắn được phơi khô sử dụng làm phân bón. Theo Elango và ctv (2007) hệ thống biogas vừa để xử lý phân và nước thải, hạn chế gây ô nhiễm môi trường, vừa để sản xuất gas từ phân lợn làm nguyên liệu chạy máy phát điện, bơm nước, đun nấu, thắp sáng, vận hành giàn lạnh, hệ thống phun sương, làm mát chuồng trại đồng thời giảm được khí thải CH4. Theo Lebuhn và ctv (2008) vi khuẩn gây hại trong phân và chất thải chăn nuôi bị phân hủy thành khí gas và nước trong hầm biogas, 99% trứng giun sán bị tiêu diệt. Chất thải từ hệ thống biogas tận dụng làm phân vi sinh hạn chế côn trùng phát triển. Kết quả nghiên cứu của Vũ Đình Tôn và ctv (2008) nghiên cứu ở 12 trang trại lợn của ba tỉnh Hải Dương, Hưng Yên, Bắc Ninh cho thấy xử lý chất thải bằng hầm biogas làm giảm BOD trong nước thải từ 75%-80% và COD từ 66,85%-69,73%. Những nghiên cứu của các tác giả khác như Lê Đức Ngoan và ctv (1996); Hồ Thị Kim Hoa và ctv (1998) và Ngô Kế Sương và ctv (2000) cho thấy hiệu quả xử lý nước thải của hầm biogas cao, COD đạt 68-96,7 %; BOD đạt 87-97,4 %; N-, NH4+ là 99,4 % và S là 97,9 %, nước thải ra sử dụng nuôi bèo tấm, nuôi tảo Spirulina cho hiệu quả kinh tế cao. Thiết kế túi ủ biogas bằng nylon với đáy có độ dốc của tác giả Nguyễn Quang Tuyến và ctv (2009) đã làm tăng khả năng sinh gas 15% và giảm mức độ gây ô nhiễm cho môi trường.
Như vậy, mô hình sử dụng khí sinh học biogas là một mô hình mới vừa để xử lý ô nhiễm môi trường do nguồn chất thải chăn nuôi tạo ra vừa đem lại hiệu quả kinh tế thiết thực đặc biệt cho những hộ chăn nuôi lợn, tận dụng được nguồn chất thải gia súc và triệt tiêu mùi hôi. Các công trình khí sinh học trong chăn nuôi thực sự đã giải quyết được năng lượng khí đốt cho người chăn nuôi và điều quan trọng là xử lý được nguồn chất thải gây ô nhiễm môi trường, cải thiện môi trường cho người lao động.
Các phương pháp xử lý chất thải lỏng từ chăn nuôi như (1) hồ oxy hóa gồm các loại hồ ổn định chất thải hiếu khí, hồ ổn định chất thải kỵ khí và hồ ổn định chất thải tùy nghi; (2) sử dụng cánh đồng lọc, cánh đồng tưới (là những khu đất chia ô nhỏ bằng
phẳng được quy hoạch để xử lý nước thải); (3) sử dụng các sinh vật thủy sinh gồm các nhóm nổi (bèo tấm, lục bình,...); nhóm nửa chìm nửa nổi (sậy, lau, thủy trúc,...); nhóm chìm (rong xương cá, rong đuôi chó,...) và (4) hầm biogas. Trên thực tế, nước thải lỏng trong chăn nuôi được xử lý như sau, khoảng 30% qua hầm Biogas; 30% bằng hồ sinh học; 40% dùng trực tiếp để tưới hoa màu, nuôi cá hoặc đổ thẳng vào các hệ thống thoát nước chung của cộng đồng (Elango và ctv 2007).