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餐厨垃圾是城市生活垃圾的主要污染源，由于其水分含量高、极易被微生物降解，使得厌氧消化工艺成为处理此类垃圾最适合的技术。目前国内对于餐厨垃圾的厌氧消化研究还处于初期摸索阶段，现有的工作都集中在餐厨垃圾厌氧消化的产气潜力研究上，而关于如何厌氧消化中减轻盐类、挥发性脂肪酸、重金属对餐厨垃圾厌氧消化抑制作用以及解决厌氧消化液回流的问题还未见报道。虽然有利用矿物材料处理污水的研究报道，但其研究方向大多为利用有机改性矿物材料处理有机污水的研究，而且用于改性的材料多为高分子化合物，其价格昂贵、难以大规模使用。
本研究利用模拟的厌氧消化装置，从消化工艺的选取着手，挑选出适合餐厨垃圾厌氧消化的工艺。选用廉价天然矿物材料膨润土、沸石粉、粉煤灰作为厌氧消化添加剂，在发酵温度为35℃、底物固含量(TS)为10％、添加物用量为1％(质量分数，以消化底物湿基计)时，筛选出最佳矿物材料膨润土、矿物材料的最佳用量(1.25％，(质量分数，以消化底物湿基计))以及最佳消化液回流比。本研究利用矿物材料良好的离子交换能力和吸附能力，将其应用到餐厨垃圾厌氧消化过程中对盐分的吸附上，从消化工艺的选取着手，重点研究不同矿物材料在餐厨垃圾厌氧消化过程中的性能差异、矿物材料的最佳用量以及消化液回流比和有机负荷率对工艺的影响，具体结果如下：
1)在餐厨垃圾厌氧消化工艺比选研究中发现，在相同消化温度(35℃)和相同固含量(12％)的情况下两种工艺的累积产气量几乎相同，一段法和两段法的产气率分别达到：135.66ml·g-1VS，134.56ml·g-1VS。两种工艺相比，一段法的产气周期短，仅为18天，两段法产气周期较长，达到43天。两段法产气周期长的主要原因在于其消化液的VFA浓度相对一段法较低而造成的。研究认为在本试验条件下一段法的工艺运行简单，产气周期短，具有明显优势。
2)矿物材料膨润土、斜发沸石、粉煤灰对富含钠离子的餐厨垃圾厌氧消化过程的存在明显的影响作用。结果表明，在发酵温度为35℃、底物固含量(TS)为10％、添加物用量为1％(质量分数，以消化底物计)时，膨润土、沸石粉、粉煤灰对含盐餐厨垃圾的厌氧发酵消化液中的钠离子具有良好的吸附性能，3者对消化液中钠离子的吸附率分别为13.75％、10.11％、7.99％。在未使用无机矿物的情况下，当Na+钠离子浓度为3000～4000mg·l-1时，含盐餐厨垃圾的的厌氧消化过程受到Na+离子的明显抑制。从产气量分析，3种矿物材料均能明显促进餐厨垃圾的厌氧消化过程，与空白对照试组相比，膨润土、斜发沸石、粉煤灰分别使产气量提高了131％、82％和45％。三者对甲烷气产量的促进影响强弱顺序是，膨润土＞斜发沸石＞粉煤灰。
3)在发酵温度为35℃，有机负荷率为7.79gVS·l-1·d-1，膨润土用量为0％、0.25％、0.5％、1％、1.25％、2.5％(质量分数，以消化底物计)时，餐厨垃圾厌氧消化系统的产气量分别为115.15、116.77、119.75、133.36、192.84、118.79ml·g-1VS，其中当膨润土的添加量为1％和1.25％(w/w，以消化底物计)时，餐厨垃圾厌氧消化体系的产气量与CK系相比存在明显差异。膨润土的添加对餐除垃圾厌氧消化过程中的水解阶段有一定的促进作用，同时对消化过程中的pH变化具有明显的缓冲作用。
4)回流比为0％和60％时，采用4.50、6.25、9.00gVS·l-1·-1这三个有机负荷率的厌氧消化系统OLR1、OLR2、OLR3的日产气量随着有机负荷率的提高而上升，其产气率在0％回流时分别为119.70、124.39、131.50ml·g-1VS，在60％回流时分别为124.39、131.47、146.95ml·g-1VS。在180％回流期间，OLR3系统的产气量出现下降的趋势，而OLR1、OLR2的产气量则未出现明显减少。当有机负荷率一定的情况下，回流比的提高也对餐厨垃圾厌氧消化系统的产气量有促进作用。在本研究中，当餐厨垃圾厌氧消化系统处于低水平的有机负荷率时，可通过逐步提高消化液回流比来促进消化过程的效率。当厌氧消化系统处于高水平的有机负荷率时，回流比的选择应以低水平为宜。
有机垃圾的厌氧发酵技术已引起国内外的广泛关注，它们在消纳大量有机废物的同时，可获得沼气。但我国目前的各种厌氧发酵工艺中，沼气产率低是存在的最大问题。因此，采用经济有效的方法来提高厌氧消化的产气期率是非常重要的。本研究中所应用的矿物材料由于其独特的空间网状结构以及其晶格中所富含的大量金属离子，在厌氧消化过程中可起到离子交换和吸附的作用，同时这些矿物材料在消化过程中所形成的絮凝性胶体物质还可以促使污泥颗粒化，从而改善污泥性质、提高污泥停留时间。
天然矿物材料具有优良的吸附能力和离子交换能力，其价格便宜，来源丰富，将它应用到餐厨垃圾厌氧消化工业中不但可提高沼气产量，提供清洁能源，同时产生的沼液和沼渣还可农用作为肥料，这有利于解决我国目前出现了燃料短缺问题和有机垃圾引起的环境污染问题，对于我国即将规模化开展餐厨垃圾厌氧消化处理具有重要意义。