近年来随着中国生活水平的提高、物质生活的丰富以及中国餐饮业的迅猛发展，各类餐厨垃圾产生量逐年增长。不当处理的餐厨垃圾对自然环境造成了较大的影响，但是餐厨垃圾本身具有相当高的经济价值，经过适当预处理后可以用于好氧堆肥而产生有机肥料，预处理产生的油料又可以制成生物柴油进一步利用。为了研究出合适的预处理措施以及高效的堆肥反应器，本论文进行了如下研究工作：
　　利用蒸煮法对餐厨垃圾进行脱油处理，以脱油量和脱盐量为考察指标，考察在不同蒸煮温度、不同蒸煮水量、不同蒸煮时间条件对餐厨垃圾预处理的影响，进而确定餐厨垃圾的最佳预处理条件。脱油处理的蒸煮时间为20min，餐厨垃圾与蒸煮水量质量比为1∶2，温度为80℃时，餐厨垃圾的出油量为6.35mL，除盐率为68.4%，具有最好的预处理效果。为了明确餐厨垃圾的预处理过程中油分的浸出状态，进行了动力学分析，建立了餐厨垃圾出油过程的一级动力学方程，使用实验数据进行拟合得到浸出速率常数，。然后，根据中国的实际情况，进行餐厨垃圾预处理的成本核算，进行油脂提取的经济效益估算，并且进行回收油脂后的环境影响的分析，结果表明在蒸煮时间超过20min后，通过回收蒸煮产生的油脂即可获得经济收益。
　　针对餐厨垃圾好氧堆肥反应器运行中需要确定的环境温度、曝气量、初始含水率、初始pH以及调理剂和碳氮比等各项条件，采用小型好氧堆肥反应器进行了初步的实验，分别设定三个实验组对以上各条件进行单因素实验进行条件优化，实验结果表明，好氧堆肥的最优发酵环境温度为50℃；最优曝气量为0.14m3·h-1；初始含水率为60%时堆肥效能最佳。初始pH值分别为6、7、8好氧堆肥效能各项指标较为接近，可以认为初始pH值对好氧堆肥没有明显的影响。
　　采用锯木屑、秸秆粉末和活性炭三种常见的调理剂进行餐厨垃圾好氧堆肥实验，发现锯木屑具有最佳的反应结果，秸秆次之，活性炭基本不适用与好氧堆肥。虽然锯木屑具有最佳的堆肥效果，但考虑到在农村地区的秸秆处理困难，通过好氧堆肥回收利用可以减少秸秆燃烧造成空气污染，因此最终选择使用秸秆做为堆肥调理剂。调理剂的添加量会影响堆肥的碳氮比，对比三种不同添加量（秸秆与餐厨垃圾的质量比分别为1∶0.5、1∶1和1∶2）进行实验，实验结果表明在秸秆与餐厨垃圾质量比为1∶1时升温迅速，总氮和总碳降解率分别为53.67%和32.49%，具有最佳的堆肥效率。对好氧堆肥得到的有机的肥料进行安全性，
　　以小白菜的发芽率为主要考察指标，考察施加三种调理剂以及不同施加量下小白菜发芽率的变化，结果表明锯木屑和秸秆作为调理剂均可提高小白菜的发芽率，施用餐厨垃圾与秸秆质量比为1∶2时小白菜发芽率最高，为80%。而施用餐厨垃圾与锯木屑质量比为1∶1时发酵所得的堆肥时小白菜株高最高，长度达到7.025cm。
　　在确定好氧堆肥反应器设计所需条件后，对好氧堆肥反应器的热平衡进行衡算，通过对好氧堆肥实验数据进行物料平衡分析计算三日降解率，进一步通过三日降解率计算好氧堆肥过程的产热量，最终进行反应器的热量衡算。为了加速反应器堆肥过程，反应器的加热系统至关重要，加热系统由加热器和加热盘管组成，热介质为导热油，配合堆肥过程中放出的热量，足以使反应器在40℃温度下运行。反应器核心是一个中空的半圆柱型筒体，筒体内部是螺旋搅拌桨叶，通过外部传动齿轮驱动。在螺旋搅拌桨叶的导向作用下，物料与鼓入的空气充分翻滚接触，保证餐厨垃圾和空气可以充分接触。