厨余垃圾是生活垃圾中的主要组分， 占生活垃圾总量的 40%~60%。 随着我国生活垃圾分类工作的推进，越来越多的厨余垃圾被单独收运处理，厨余垃圾的资源化利用已经成为生活垃圾分类管理体系的重要环节和主要难点。厨余垃圾可以采用多种方法处理，其中厌氧消化约占全部处理设施的 80%。在厌氧消化过程中，厨余垃圾中的有机质经过水解、产酸、产甲烷等步骤转化为沼气，从而实现厨余垃圾的减量化和资源化。然而， 厨余垃圾厌氧消化后会产生大量沼液， 除了厨余垃圾本身含有的水分外，厨余垃圾预处理过程中还会引入蒸汽进行蒸煮，最终的沼液产量约为进场垃圾的 80%~90%。 沼液成分复杂，属于高 COD、高 BOD、高氨氮和高盐分废水，还含有木质纤维素、颗粒有机氮等难生物降解物质。虽然沼液具有土地利用的潜力，但在大城市中受到土地利用条件的约束，不得不送入污水厂处理。 成分复杂的高浓度沼液按污水处理时， 污水厂收费较高，一般在 50~100 元/吨， 而厨余垃圾的处理补贴一般为 200~400 元/吨， 因此沼液处理是厨余垃圾厌氧消化面临的实际困难之一。 针对上述技术难题，本项目计划通过国际合作，在项目组前期工作基础上， 合作开发适用于我国厨余垃圾消化沼液特点的短程、高效、 经济的处理方法，即催化空气氧化联合纳米催化陶瓷膜处理技术（CAOM） 。 催化空气氧化联合纳米催化陶瓷膜处理工艺为处理复杂有机污染物的沼液提供了一种新的解决方案。在陶瓷膜表面负载了特殊金属氧化物作为催化剂，后构建填料反应器，以催化陶瓷膜作为主要催化氧化反应的场合，同时利用陶瓷膜从出水中截留大分子有机物，增加后者的催化氧化降解时间，并对小分子有机污染物（例如丙酮、乙酸）进行最终矿化。这种联合工艺充分发挥了两种技术的优点，并解决了单独应用时存在的局限性。通过表面反应和自由基反应矿化有机污染物，在低温、常压条件下加速空气与有机质的反应，不需要其他的诸如臭氧、过硫酸盐等高级氧化剂，实现对沼液绿色、经济的处理，具有反应速度快、适用范围广、过程清洁安全、处理费用低等诸多优势。无需复杂的生化处理过程，不使用专门的氧化药剂，仅利用空气中的氧气即可氧化降解沼液中的各类有机污染物，工艺简单、反应迅速、条件温和、耐候性强，可以用于沼液和其他高浓度有机废水的净化。 但未来还需进一步优化和改进催化空气氧化联合纳米催化陶瓷膜处理工艺。首先，进一步优化金属氧化物@陶瓷膜催化剂的制备方法，以提高其催化活性和稳定性。可以通过调控负载的金属氧化物活性组分的组成、结构和形貌，来改善其表面反应活性和物理化学性质。此外，可以探索不同载体材料的陶瓷膜，以提高催化剂的分散性和寿命。其次，针对负载有金属纳米粒子的陶瓷膜，进一步优化纳米粒子的固定方法和分散性。可以探索不同的纳米粒子尺寸、形状和表面修饰，以提高其吸附能力和催化活性。之后，研究陶瓷膜的结构和孔径分布对催化性能的影响，以实现更高的传质效率和降解效果。最后，探索工艺参数的优化，以实现更高的处理效率和能源利用率。