小区厨余垃圾的能源再生系统设计

生活垃圾造成的污染是严重的社会公害，其中厨余垃圾为生活垃圾重要组成部分。针对小区在食物垃圾的处理、收集、能源再生等几个方面设计出一套适合城镇小区厨余垃圾的能源再生系统很有必要。此系统通过对厨余垃圾进行碾碎、分离处理，使食物变成一定大小可以利用的颗料，并顺利经下水道流动到收集装置。垃圾经过堆积发生化学反应，产生沼气，沼气通过管道到家庭进行二次利用，经过发酵后的残留物又是很好的有机肥料。

一、设计背景

厨余垃圾是一种有机垃圾，主要分为熟厨余垃圾和生厨余垃圾“两种”，其中，熟厨余垃圾包括剩菜、剩饭、菜叶等;生厨余垃圾包括果皮、蛋壳、茶渣、骨、贝壳，泛指家庭生活饮食中所需用的来源生料及成品或残留物。这些垃圾若不加以正确处理，会带来很多危害，如将厨余垃圾加以焚烧，不仅会降低焚化炉温度，甚至会降低其使用寿命。若进行掩埋处理，则会因其具有机物质，可被大自然中的微生物分解，如果不能迅速消毒处理或妥善处置，极易腐败发臭，滋生病菌，妨害卫生，污染空气及水源。

随着我国城镇化不断推进，城镇规模迅速扩大和城市人口快速增加，全国城市生活垃圾总量以每年8%～10%的速度增长。城市生活垃圾的无害化、减量化、资源化处理已然成为时代所需。

二、国内外厨余垃圾处理现状

国内外目前最常用的厨余垃圾处理方法是填埋法、堆肥法、焚烧法、分类回收法。

常用的生活垃圾处理方式各有优缺点。填埋法永久性占用土地，会对大气和土地造成一定污染;堆肥处理首先要进行分类，对垃圾有机物含量要求高，当前我国城镇地区的垃圾分类不明显，不适用该方法;焚烧处理投资大、运行费用高、只适用有机物，仅仅用分类回收并不能从根本上解决厨余垃圾问题。

各国也采取了很多改进措施，比如欧洲采用焚烧发电、机械生物垃圾处理技术、打包堆山造景、利用隔离空气高温分离有机物元素，再合成和催化相结合，最终成为甲醇等工业原料等;日本采取压缩、打包、外封填海造林;美国艾克立普斯公司将处理军用废弃物技术开发为民间焚烧生活垃圾的全封闭纯氧助燃式焚烧炉，因其技术要求高、成本要求高等原因在中国并没有推广。

三、设计实施

(一)流程设计

针对食物垃圾的处理，将处理环节分为：食物垃圾碾碎处理、食物垃圾收集、能源再生、发酵物的回收利用。

系统的设计能够很好地处理厨余垃圾，并再次回收利用所产生的资源，是一款环保、能源再生系统，可以作为未来小区发展的一个趋势选择。

(二)关键环节实施与设计

1.厨房垃圾碾碎解决方案

由于当前的厨房食物垃圾体积大小不一，如直接经下水道排出，会堵塞管道，因此先对厨房食物垃圾进行处理是关键。目前厨房生活垃圾碾碎器品种多，如果将诸如骨头、蔬菜等碾碎排入再生系统，不仅方便了用户，而且解决了堵塞问题。

2.能源再生池设计

能源再生池主要收集的是沼气和发酵过后的残留物。沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用产生的一种可燃气体。

能源再生池设计主要考虑：安放位置、工作原理、结构、使用等几个方面。考虑到回收的便利，可以直接装在小区地下或者小区外面地下;综合其它几个考虑因素，设计如图2。

a是进料口，进料口的高度要低于发酵间堆积物的高度，以防漏气。

b是出料口，发酵残留物的高度一定要高出料管的高度，防止漏气。

c采用圆形设计，根据几何学原理，相同容积的沼气池，圆形比方形或长方形的表面积小，比较省料，圆形池池壁没有直角，容易解决密闭问题，而且四周受力均匀，池体较牢固。

四、 结论与展望

以一个小区10栋楼，每栋楼7层，每层住两户人家计算，一个家庭每天产生1.5kg的厨余垃圾，整个小区产生的厨余垃圾量为420kg/每天，而按产沼气率0.38-0.52m3/kg，取值为0.5m3/kg来计算，可产沼气为：一天的沼气量210m3;一年的沼气量76650m3。一立方米沼气，能供4-5口之家煮三餐饭，相当于60W灯泡照明6小时。

发酵后的肥料也能产生很大价值。普通化肥每吨价格约2000元，且对土壤产生很多危害，如土壤酸化、土壤板结等。而厨余垃圾发酵后的肥料不但没有这些危害，还能改良土壤。

综上所述，该方案创新地解决了厨余垃圾变废为宝的问题，具有保护环境的价值。因此，该方案具有一定的推广价值。

原标题：小区厨余垃圾的能源再生系统设计