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1、目录1绪论- 1 -1.1厨房食物垃圾处理的紧迫性- 1 -1.2厨房食物垃圾的特征及其危害- 2 -1.2.1厨房食物垃圾的特征- 2 -1.2.2厨房食物垃圾的危害- 3 -1.3食物垃圾处理的方法- 3 -1.3.1卫生填埋- 3 -1.3.2焚烧- 4 -1.3.3堆肥- 4 -1.3.4作牲畜饲料- 5 -1.4食物垃圾处理器的发展及应用现状- 5 -1.5课题目的和研究意义- 6 -1.5.1课题目的- 6 -1.5.2研究的意义- 6 -1.6方案论证- 7 -2厨房食物垃圾处理器的设计- 9 -2.1厨房食物垃圾处理器的可行性分析- 9 -2.2厨房食物垃圾处理器的工作原理及组
2、成- 10 -2.2.1厨房食物垃圾处理器的工作原理- 10 -2.2.2厨房食物垃圾处理器的组成- 11 -2.3粉碎刀盘组合刀具结构设计- 12 -2.3.1刀具基本尺寸的确定- 12 -2.3.2粉碎刀盘的力学分析及材料的选择- 12 -2.3.3粉碎刀盘的强度校核- 15 -2.3.4刀片的强度校核- 17 -2.3.5粉碎刀盘的结构设计- 18 -2.4驱动电机的选择- 19 -2.4.1电动机种类的选择- 19 -2.5其它部分设计- 21 -2.6厨房食物垃圾处理器的装配- 22 -3结论- 23 -参 考 文 献- 25 -谢辞- 27 - 24 -1绪论1.1厨房食物垃圾处理
3、的紧迫性随着我国经济的发展，城市生活水平的提高和人口的增长，人们在不断美化居室的同时，也在追求厨房的整洁、卫生和科学化。然而，人们在厨房精工细作时，往往会忽略一个严重的问题，即食物垃圾或下角料的处理，从而造成生活垃圾的排放量急剧增长。据建设部调查统计，2001年我国城市生活垃圾清运量为1.35亿吨/年，占世界总量的四分之一以上1，各种生活垃圾的排放量每年仍以8-10%的速度增加。由于垃圾产量的快速增加和我国垃圾处理能力的不足，给人民生存环境和日常生活带来危害。目前，我国生活垃圾日处理量仅占垃圾生产总量的45%，有近一半的生活垃圾不能及时处理而随意堆置，剩饭和剩菜以及下角料等常常倒入洗涤盆的下水
4、管内，如不及时处理，这些食物垃圾就会堵塞下水道并在下水道内腐烂、发臭，造成细菌滋生、老鼠横行、污水横流，严重污染家庭和公共场所环境，夏天尤其严重，由此给生活带来许多麻烦，严重的影响着人们的生活环境和身体健康。同时，中国的人均耕地面积不足，远远低于世界人均的水平，可全国未经处理而堆存的垃圾达60亿吨，占用土地约50万，在大量浪费土地资源的同时也对土地产生污染2-9。有资料表明，1节一号电池可使1平方米的土地失去其使用价值。在水资源方面，中国是世界上13个贫水国之一，全国668座城市中有400多座城市缺水，其中110座城市严重缺水，而历年堆放垃圾中的重金属以及在垃圾腐烂过程中产生的病原微生物，使一
5、些城市的水源遭到污染。在我国，垃圾处理主要采用填埋技术，但填埋的技术不过关，在耗费大量财力的同时产生垃圾的二次污染，严重影响着人们的正常生活环境。垃圾产量的迅速增长，己经制约了城市的发展，我国政府对垃圾处理问题高度重视，在不断的增大投资力度，加强垃圾的处理。同时，还制定了一系列相关政策及规范，提出了“以减量化为基础，以无害化为主体，以资源化为目标”的方针。目前，结合我国生活垃圾的特点，开发较为有效的处理技术已成为当务之急。近几年来，由于人们生活水平的提高，生活结构的改变，生活垃圾的成分也发生了很大变化。集中供热和煤气的广泛应用，使垃圾成分中煤灰的比例大为减少，而食物垃圾的数量越来越大，占城市生
6、活垃圾总量的50%，并呈上升趋势。在上海，每天产生生活垃圾约1.3万吨，其中70%为食物垃圾，每年处理的总量达300万吨。在北京，每天产生的剩饭、剩菜就达1600多吨，每月回收馒头20吨左右，相当于140人一年的口粮，而且春节期间至少增加50%以上9。从环境卫生角度看，食物垃圾是一种污染，但从资源角度看，它也是一种再生资源，这些被丢弃的有机物可通过生物技术变为优质的有机肥，而去掉有机物的生活垃圾用来焚烧发电，可有效的缓解能源危机，具有生态环境效益和社会效益8。表1为上海市1988-2000年生活垃圾成分调查统计以及20052015年预测值l0。表11988-2000年上海市生活垃圾成分调查统计
7、及2005-2015年预测值年份产生量 有机垃圾（）无机垃圾（）纸类塑料竹木布类厨余果类金属玻璃 渣石19882404.302.991.941.6870.6110.941.022.913.6119903014.264.191.441.1470.0512.040.103.742.9119933358.367.541.891.9761.0911.080.724.741.8619953726.5011.211.472.1756.6611.990.913.812.2919974548.0511.781.442.2458.0612.030.584.001.8220006418.0213.931.432.
8、8154.6612.840.854.151.26200570910.8313.211.933.2162.370.835.452.70201086312.8212.982.494.4158.760.985.641.922015105015.4412.62.865.2855.780.875.361.79通过该表可见，在上海市的生活垃圾中，有机易腐败的垃圾成分(厨房垃圾)和可燃成分(纸张、塑料橡胶、织物等)占有很大比例，其中厨余为生活垃圾中有机垃圾的主要成分，而无机垃圾成分是在持续下降的。1.2厨房食物垃圾的特征及其危害1.2.1厨房食物垃圾的特征食物垃圾主要是指在食物加工和饮食消费过程中产生的易腐
9、烂、易生物降解的废弃物，是城市生活垃圾的主要组成部分10，在城市垃圾中所占比例北京37%，天津54%，上海59%，沈阳62%，深圳57%，广州57%，济南41%。与其他垃圾相比，具有含水量、有机物含量、油脂含量及盐分含量高，营养元素丰富等特点，具有很大的回收利用价值。24一般在食品加工过程中产生的食物残余称为厨余，饮食消费后的食物残渣称为浴脚，从化学成分上看主要是淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等11-16。食物垃圾的来源比较集中，主要是城镇菜场垃圾、餐馆饮食垃圾、家庭厨房垃圾及各种市场的瓜果皮等城镇垃圾。我国食品结构复杂，食物垃圾呈现多、硬、杂、粗等特点17。1.食物垃圾具有较低的发热值发
10、热值又称发热量，是指1的垃圾完全燃烧后所释放出的热量，人们常用发热值来衡量或表示垃圾作为燃料的价值和能力。由于食物垃圾的水分含量很高，所以其单位质量的低位热值在2100-3100左右，(当垃圾的平均低位热值高于3349时，焚烧过程不用添加任何助燃剂，高于4180时可进行余热利用如发电)故需加入燃油或煤等助燃，增加成本，同时要注意控制温度，防止灰尘、二恶英等有害物质产生15。2.营养元素高，可实施资源化食物垃圾中营养元素含量高，干物料中粗脂肪约为29%，是大豆的1.5倍；粗蛋白约占20%，是玉米的2倍，有实验表明粗脂肪消化率为88.26%，粗蛋白消化率为89.63%，其消化率与常规饲料相近，是生
11、产绿色饲料最理想的原料。但是由于我国垃圾不是分类处理，各种垃圾都混合在一起，导致大量营养元素的浪费。1.2.2厨房食物垃圾的危害厨房食物垃圾中含有大量易腐物质，而我国垃圾收集容器和运输车辆对其并不适宜，从而带来在垃圾收集和运输过程中的二次污染。同时，食物垃圾因其含水量大，又是垃圾填埋场的渗滤液的主要来源。由于食物垃圾易腐烂，产生臭气污染大气的同时还使苍蝇，嶂螂等害虫横行，传播疾病。加之人们环保意识比较薄弱，在一些城郊结合区，可以看见餐厨垃圾被随意倒入阴沟、路边，严重影响了市容环境卫生。再者，我国有把餐厨垃圾作为牲畜饲料的习惯，一些垃圾的细菌、重金属会通过牲畜的内脏危害人体的健康，更有甚者，有一
12、些不法之徒为了谋求暴利，降低成本，甚至用“浴水油”提炼色拉油来加工食品，毒害百姓。厨房的食物垃圾易腐烂、有异味、滋生细菌、招引小虫，成为挥之不去的家庭污染源。食物垃圾占50%左右。解决食物垃圾对家庭的污染已成为提高家庭生活质量的标志之一。近几年，食物垃圾处理器在韩、日等国也得到了高速发展。在北京一些大批量高档精装修房已使用了食物垃圾处理器，业内人士表示，食物垃圾处理器与微波炉等家用电器一样，将成为家居厨房的标准配置。 1.3食物垃圾处理的方法由于我国垃圾没实行分类管理，所以厨房食物垃圾混合在城市生活垃圾中做一般常规处理。1.3.1卫生填埋此特点是操作简单，可处理多种类型的垃圾，但投资大，占地多
13、，垃圾处理没有减量化和资源化。填埋场受容量的限制，有一定的使用期限，一个填满后，又要重新征地新建，而我国耕地面积小，这样就出现了“人与垃圾争地”的局面。另外，由于卫生填埋产生的渗滤液能使周围的地下水及土壤受到污染(美国就曾发生过花费数百亿美元治理被垃圾填埋场渗漏液污染的地下水事件)，故国外一些国家规定填埋的垃圾中有机质含量不能超过5%。我国在有机垃圾的含量持续升高的同时，真正达到要求的填埋厂却并不多，有关部门对我国298个垃圾填埋场调查后得知有191个填埋场渗滤液无任何处理或防护措施直接外排，对107个垃圾填埋场的滤液进行监测，有86个超标，占81.4%，故我国垃圾填埋场附近的环境状况并不乐观
14、11-12。垃圾填埋后，会释放大量甲烷等温室气体，污染空气产生温室效应的同时也易引起爆炸，威胁着周围居民的安全。再者，根据物质不灭和能量守恒定律，垃圾是物质循环和能量流动的一种形式，其内部蕴藏着巨大的能量和价值。食物垃圾中含有更加丰富的有机物质，可回收再利用的成分很高，却被直接的丢弃，造成能源的浪费13-14。所以填埋虽然现在是垃圾处理的主要方法，但今后会不断的减少。1.3.2焚烧焚烧是在高温下燃烧垃圾,达到大量削减固体的目的，能迅速实现垃圾的“减量化”，焚烧后的体积仅为原来的5%-15%16，同时焚烧产生的余热还可以发电和供热，对于土地面积比较小的国家，此种方法受到青睐。在日本，垃圾焚烧量超过66%17。其缺点是产生烟尘污染，投资大。我国引进的垃圾焚烧设备，若处理100垃圾，其建设成本接近1亿元人民币口18，中等城市的财政难以承受。另外，我国的垃圾结构也不适合焚烧，表2和表3为长春市主城区生活垃圾的三种成分和垃圾各组分的含水率调查统计。表2生活垃圾成分的百分数（）表3垃圾各组分的含水率（）成分朝阳区二道区平均值含水率朝阳区二道区平均值含水率68.563.265.85纸68.671.369.95可燃分20.622.321.45纤维67.357.862.55灰分10.914.512.7
