Ủ rác hữu cơ và nhờ vào sự phân hủy của vi sinh vật hình thành phân bón hữu cơ là một phương pháp áp dụng khá phổ biến ở các quốc gia đang phát triển. Phương pháp này còn được tiến hành ngay ở các nước phát triển (ở qui mô hộ gia đình). Ví dụ ở Canada, phần lớn các gia đình ở ngoại ô các đô thị đều tự ủ rác của gia đình mình thành phân bón hữu cơ (compost) để chăm bón cho cây trong vườn của chính mình.
Công nghệ ủ rác có thể phân chia làm 2 dạng chính : hiếu khí và yếm khí.
Ủ hiếu khí:
Công nghệ ủ rác hiếu khí dựa trên sự hoạt động của các vi khuẩn hiếu khí đối với sự có mặt của oxy. Các vi khuẩn hiếu khí trong rác thô oxy hóa cacbon
thành CO2. Thường thì chỉ sau 2 ngày nhiệt độ ủ rác tăng lên khoảng 450C và sau 6 - 7 ngày đạt tới 70 - 750C. Nhiệt độ này đạt được chỉ với điều kiện duy trì môi trường tối ưu cho vi khuẩn hoạt động, nhất là không khí và độ ẩm.
Ưu điểm: Sự phân hủy hiếu khí diễn ra nhanh chóng, sau 2-4 tuần rác phân hủy hoàn toàn. Các vi sinh vật gây bệnh bị tiêu diệt do nhiệt độ ủ tăng. Bên cạnh đó mùi hôi cũng bị khử nhờ quá trình ủ hiếu khí.
Nhược điểm: Chi phí cho quá trình xử lý khá cao, kỹ thuật phức tạp và vận hành khó do phải duy trì độ ẩm tối đa cho quá trình.
Ủ yếm khí:
Công nghệ ủ rác yếm khí được sử dụng rộng rãi ở Ấn Độ (chủ yếu ở qui mô nhỏ). Quá trình ủ này nhờ vào sự hoạt động của các vi khuẩn yếm khí. Công nghệ này không đòi hỏi chi phí nhiều tiền, song nó có những nhược điểm là thời gian phân hủy lâu : thường là 4 - 12 tháng và các khí sinh ra từ quá trình phân hủy yếm khí là methane và sunfuahydro gây mùi hôi khó chịu.
Mặc dù vậy phải thừa nhận đây là một biện pháp xử lý rác thải rẻ tiền nhất. Sản phẩm phân hủy có thể kết hợp rất tốt với phân hầm cầu và phân gia súc cho ta phân hữu cơ với hàm lượng dinh dưỡng cao.
Ưu điểm
- Chi phí đầu tư tương đối thấp.
- Sản phẩm phân hủy kết hợp với phân hầm cầu và phân gia súc cho phân hữu cơ có hàm lượng dinh dưỡng cao, đặc biệt là thu hồi khí metan (CH4) làm nguồn cung cấp nhiệt phục vụ cho nhu cầu đun nấu, lò hơi…
Nhược điểm: bên cạnh những ưu điểm trên thì phương pháp ủ rác yếm khí có những nhược điểm sau:
- Thời gian phân hủy lâu hơn xử lý hiếu khí 4-12 tháng.
- Các khí sinh ra từ quá trình phân hủy kỵ khí thông thường là: khí hidrosufua (H2S), amoniac (NH3) gây mùi hôi khó chịu ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng.
- Các vi khuẩn gây bệnh luôn tồn tại trong quá trình phân hủy vì nhiệt độ phân hủy thấp.
- Việc ủ rác để thu hồi khí được áp dụng ở những nơi có hàm lượng hữu cơ cao ( >50% ) và khối lượng rác hàng ngày đủ lớn ( >1000tấn/ngày) mới có hiệu quả kinh tế.
Sử dụng giun đất phân hủy rác làm phân bón:
Qui trình sử dụng giun đất phân hủy rác đã được xí nghiệp SOVADEC ở La Voule, Pháp áp dụng được mô tả như sau :
Trong thời gian đầu tập hợp, rác sinh hoạt vẫn được giữ nguyên như bình thường, không có sự phân loại. Rác được lựa chọn bằng máy tự động không phải qua nghiền băm. Những vật liệu có thể tái sử dụng như chất dẻo, kim loại và một số vật gây ô nhiễm được thu hồi để tái sinh lại. Lượng rác phần lớn còn lại gồm những chất hữu cơ và vật phẩm nhỏ (bao bì nhỏ và những mảnh vụn linh tinh từ gia đình...). Rác được đổ thành đống và được lên men hiếu khí trong khoảng thời gian 1 tháng. Các đống rác được xáo trộn đều đặn để đảm bảo sự thoáng khí. Các phản ứng lên men đã đưa nhiệt độ lên đến 75 - 800C. Ở nhiệt độ nói trên, các loài côn trùng (trứng ấu trùng và những ấu trùng đã trưởng thành) đều bị giết chết và rất nhiều chất độc đều bị phân hủy. Hơn nữa nước đã bị bốc hơi mạnh trong giai đoạn này sẽ được bù lại bằng một lượng nước bổ sung lấy từ lượng nước đã sử dụng để rửa các vật liệu tái chế nói trên. Sự tuần hoàn khép kín này đã tránh được sự thải nước đã dùng vào môi trường.
Có thể áp dụng phương pháp phân hủy rác bằng giun đất ngay tại gia đình. Sử dụng giun làm phân rác tại các hộ gia đình bằng cách phổ biến các loại giun thích hợp đã được sử dụng khá rộng rãi một thời gian ở Hoa Kỳ cũng như một số nước khác. Trong đó có cả nước Anh nơi mà các chính quyền địa phương đang cố gắng đáp ứng mục tiêu quốc gia là phải tái sử dụng 25% (trọng lượng) rác sinh hoạt vào năm 2000. Quá trình này khá đơn giản, cho giun vào thùng cùng với vật liệu nền như phân rác đã hoai hoặc giấy báo vụn ẩm, rác hữu cơ được đổ thành lớp lên trên lớp giun. Lượng rác này chỉ được đổ một lượng nhỏ 0,5 kg cho 1m2 bề mặt của thùng và giun có thể hoạt động được khi tỷ lệ trọng lượng giun trên khối lượng rác cho vào hàng ngày không lớn hơn 2:1. Khi lượng giun sinh ra lớn hơn lượng rác cung cấp làm thức ăn cho giun thì quá trình sinh trưởng sẽ giảm và một số giun sẽ bị chết. Số lượng giun sẽ đạt trạng thái cân bằng về khối lượng với lượng thức ăn được cung cấp. Sản phẩm cuối cùng rất giàu chất dinh dưỡng, nếu trộn chúng với các vật liệu khác như xơ dừa thì sẽ tạo thành một loại phân rác rất tốt dùng để bón cây kiểng.