FW占欧洲城市生活垃圾总量的45％。在发展中国家，这一比例平均为55％。直到几年前，FW的最终目的地还是堆填区或焚化。尽管在许多国家这种情况仍然存在，但其他国家已经考虑了更可持续的废物管理方法，并针对固体废物的最终处置制定了新的法律，其中涉及对FW进行物质评估。
FW的增值利用通常通过堆肥和厌氧消化等生物过程进行。两种方法均基于有机物的生物降解，分别在有氧和厌氧条件下发生。堆肥产生有机改良剂，是堆肥过程的最终产品。沼气是厌氧消化过程的最终产物，沼气包含主要由甲烷和二氧化碳组成的混合气体以及不稳定的消化物。两种工艺都是管理FW的高效且环保的替代方法，并且已在全球范围内广泛使用。
堆肥技术：
高质量堆肥的生产要求必须对过程进行适当的控制和管理。FW是一种高度异质的材料，具有高水分含量、高有机灰分比和无定形物理结构。FW也可能包含高百分比的惰性材料，例如玻璃或塑料。必须根据FW的特性适当设置pH值、碳氮比（C / N）、水分含量、通气速率、粒径和孔隙率。在使用典型的辅料进行混合物的初始制备和调整时或在过程控制中的错误将导致臭气散发、过程对环境的影响增加以及劣质堆肥。确定堆肥的质量也是一个挑战，因为可以使用几种方法来评估其成熟度和稳定性，特别是在FW的情况下，必须考虑堆肥中的惰性物质。堆肥的质量决定了进一步应用在土壤生物修复或其他应用上的适用性。
由于其固有的非均质组成，高水分含量和低热值等原因，利用FW进行材料和能量转换仍然具有挑战性，这阻碍了稳定、大规模和高效工业过程的发展。
FW的成分取决于其来源，并且高度可变，并且在很大程度上取决于消费者的饮食习惯。FW可以包含74-90％的水分，挥发性固体与总固体的比率（VS / TS）为80-97％，C / N比率为14.7-36.4。评价FW堆肥过程参数包括堆肥和酸化时间、最高温度、最终和最低pH值、累积的CO2排放以及按重量百分比计的物料损失百分比等。
收集和分类系统还会影响FW的组成、堆肥过程和最终产品质量，因为FW中的初始非有机成分将在过程结束时确定杂质含量。此外，杂质含量的高低取决于所使用的收集系统，例如各个住宅的容器、街道垃圾箱和其他容器。城市固体废物有机物的源头分离是关键过程，因为它减少了生物废物中的非有机物含量，从而减少了堆肥中的重金属和农药等杂质。需要了解影响生物废物中非有机杂质存在的因素，以避免产生负面影响，例如较高的处理成本、降低的工厂产能和较低的堆肥质量。
臭气释放和控制：
不管最初的有机材料或工艺条件如何，气味都是堆肥过程需要考虑的，并引起社会关注，在许多情况下会导致工厂关闭或采取预防措施。近年来，人们在识别和量化所散发的气味上付出了巨大的努力，其主要来源是挥发性有机化合物（VOC）。最常见的VOC族是萜烯、脂肪族碳、芳烃、酮和酯。在FW中，排放的VOC最多的族是硫化物、酸和醇。异种VOC发生的程度较小，它们的存在很可能是由于某些蔬菜原料上存在少量农药或仅由于大气沉降而在某些食品成分的烹饪过程中发生的各种反应所致。
FW堆肥过程中产生的最重要的污染物是氨气，FW的低C / N比有利于其释放。氨气的释放在很大程度上取决于堆肥的pH和温度，并且受到高温（嗜热）和碱性条件的影响。在FW堆肥中产生的另一种氮源气味是三甲胺，通常在工业规模的FW处理厂中产生。该化合物很重要，因为它的气味阈值低，这意味着对气味污染的重要贡献。
在FW堆肥过程中，来自硫的臭气包括甲硫醚、二甲基二硫和甲硫醇。硫化合物主要是由堆肥过程中含硫蛋白质的生物降解产生的。臭气化合物的相对含量取决于原料、堆肥过程的配置（即开放或封闭）、工艺条件（如水分和曝气）以及堆肥阶段（即活性堆肥阶段或固化阶段）和堆肥操作（例如切碎，筛选或转弯）。
减轻臭气排放的堆肥优化过程：（i）保持适当的曝气速率，从而避免固体堆肥基质中出现厌氧条件；（ii）选择适当比例的不同填充剂（bulking agent ，BA)来提供所需的自由空间。最后，必须考虑在堆肥设施中安装气体处理装置。生物过滤是堆肥设施中的常见处理方法，可帮助减少过程中常见的气态化合物和气味。
流程监控挑战：
常规变量：堆肥过程的有效性受温度、氧气供应（即通气）、水分含量、pH、C/N比、粒径和压实度等因素的影响。
适当的氧气供应是堆肥过程中要考虑的最重要方面。因此，曝气至关重要。堆肥过程的效率受氧气水平的强烈影响，因为堆肥过程与微生物种群动态直接相关。从这个意义上讲，曝气速率会影响堆肥过程中堆肥的质量和微生物活性。尽管堆肥质量与可观的能源消耗和污染物排放有关，但对于最终的堆肥质量而言，强制通风和打桩均显示出了较高的效率。有研究显示，通气是影响堆肥稳定性的主要因素，而C/N比则影响堆肥的成熟度。
C/N比对堆肥的多个方面都很重要，但对堆肥过程中微生物的生长尤为关键，因为它提供了生长所需的碳源和氮源。限制N含量是不可取的，因为这会降低C的消耗速率，而N的过量会释放氨气。从这个意义上讲，C / N比是在高速率降解阶段由于碳降解为二氧化碳而引起的分解程度的量度。在整个堆肥过程中，碳氮比降低，因为碳的降解速率高于氮的矿化速率。因此，过量的碳/氮与微生物的营养物质缺乏有关，而低的碳/氮比则意味着释放出多种不良化合物，例如气味或盐类，它们不利于植物生长。在堆肥过程开始时建议的初始C / N比为25~30，也有建议20~40。尽管该比率已得到广泛使用，但重要的是要注意，FW可能会出现慢速或不可生物降解的碳源，具体取决于杂质的存在，例如塑料，纺织品，木材等。
粒度是固废堆肥中的一个重要参数，尽管它并不经常测量。该参数影响适当通风的孔隙度设置，并确定最终堆肥中的持水量和气体/水交换。粒度可能不是堆肥的最重要参数，但它与孔隙率有关，这是将FW用作原料时要克服的最大挑战。
混合物调节：孔隙率是主要挑战
在FW堆肥中最重要的特性之一是孔隙度，它受几个参数的影响，例如明显影响氧气含量的粒径和水分含量，这些参数确定堆肥过程的性能。例如，在FW中，水含量通常很高。因此，如果孔隙度不足，则孔隙空间可能充满水，这可能导致产生厌氧区并因此导致气味释放。达到适当的孔隙率水平可确保通过固体基质的正确空气流通并提供充分的有氧条件，从而实现微生物的正确繁殖。
用不同的方法来测量混合物的孔隙率，最有用和最可靠的措施是FAS（自由空间）测定，FAS通常是通过理论和经验公式来计算的，该公式考虑了堆密度和其他参数，例如粒度或干物质或有机物质的含量。
厨余堆肥中的微生物学：
堆肥过程是在一系列旨在降解有机物的不同微生物中进行的。因此，鉴于某些微生物的出现反映了堆肥的成熟性，连续监测这些微生物是有效控制堆肥过程，生物降解速率和堆肥质量的关键。
新的分析工具：已经使用了许多技术来研究堆肥过程中微生物多样性的变化。在基于培养的方法中，已提出了不同的技术，例如测量三磷酸腺苷（ATP）的含量、微生物活性、由BIOLOG确定的潜在代谢能力、唯一碳利用率测试等。
Horiuchi等进行了堆肥中的ATP测量，从而能够在实验室规模上监测堆肥过程中的微生物活性。该方法的分析简便性使其成为监视大型过程的有吸引力的替代方法。尽管上述方法有效，但所有方法均使用能够在特定固体基质（培养皿中的琼脂）上生长的分离菌株。它们在堆肥过程中只能提供有限的微生物组概览，因为在诸如堆肥这样的复杂样品中，只有不到1％的总DNA对应于可培养的微生物。因此，超过99％的微生物保持活力，但无法培养。这些生物可能代表着全新的群体，可能丰富或非常活跃，但仍未被标准的培养方法利用。由于这个原因，已经开发了不同的与培养物无关的方法，这些方法无需在琼脂培养基上培养生物就能够鉴定微生物群落。其中，直接分析磷脂脂肪酸（PLFA）模式，或者使用堆肥样品中可提取的DNA或RNA的分子工具。使用经典方法（培养）和分子方法（16S rDNA分析）对微生物群落的评估导致不同的结果，有时甚至是相互矛盾的。
尽管人们对基于微生物的复杂底物微生物学鉴定方法不感兴趣，但必须考虑到，如果不进行大量采样，对复杂群落中丰富度的评估是徒劳的。先进行DNA或rRNA分析，再进行16S（原核生物）或18S（真核生物）分析，并不总是能反映堆肥等环境样品中存在的定性和定量多样性，因为某些类型的DNA可能难以提取。另外，应用16S rRNA基因可变区的寡核苷酸探针微阵列，能够鉴定不同的微生物。但是，该方法仅适用于确认已报道菌株，而不适用于鉴定新种。因此，基于培养和不依赖培养的分子技术既不矛盾也不排斥，应被认为是互补的。Antunes等（2016）通过使用shot弹枪DNA，16S rRNA基因扩增子和元转录组高通量测序等多种技术的组合，研究了堆肥高温阶段的微生物组鉴定，这使人们不仅对微生物群落的结构和动力学、而且对它们的功能有了前所未有的详细了解。
微生物群落：堆肥是由一系列与不同降解系统相关的微生物进行的过程。在过去的几十年中，堆肥中广泛报道了包括细菌，放线菌，酵母和各种其他真菌在内的多种嗜温，耐热和嗜好性需氧微生物。Antunes et al. (2016)发现食物垃圾堆肥过程中最丰富的微生物种类是：共生细菌、嗜热菌、海洋罗德氏菌、嗜热芽孢杆菌和双孢热孢菌。微生物多样性与梭菌、芽孢杆菌和放线菌相关性较大。Liu et al. (2015) 从厨余垃圾堆肥获得的最丰富的真菌属是酿酒酵母。López-Gonzalez et al. (2015)则报道厨余垃圾发酵过程中的真菌主要是粪壳菌纲（Sordariomycetes）和散囊菌纲(Eurotiomycetes)。
一些研究人员将研究重点放在了FW木质纤维素部分的研究上，因为能够降解该部分的微生物在堆肥成功运行中起着重要作用。通常，大多数生物多样性发生在高速率降解阶段，并且与最高的木质纤维素酶活性有关，从而导致适当的堆肥过程。尽管包括培养依赖和非培养依赖方法在内的信息均有助于微生物组评估，但该技术仍存在许多缺陷，导致研究之间存在重大差异。通过使用不同的分子生物学工具监测了FW堆肥中的微生物演替发现，在高速率降解阶段转堆是保持微生物多样性以及在一定程度上维持该过程开始时的种群分布的关键。另外，木质纤维素生物质解构作用协同且相继发生，其中半纤维素优先于纤维素和木质素降解。这些信息提供了对过程的完整了解，并为新的研究来源提供了巨大的潜力。在这种情况下，宏基因组学和宏转录组学方法已成功应用于鉴定并充分理解了堆肥过程中每一步的代谢功能。
