食物垃圾处理机
食物垃圾处理机(又称绞碎机、铁胃)是一种通常安装于厨房水槽的排水孔与出水管之间的电力装置。绞碎机是用来将厨余绞成小于2mm的碎片,以利于管路系统排出的机器。[1]
绞碎机常见于美国家庭,但在其他国家地区就很少见。
历史
绞碎机是由一名在拉辛市的建筑师John W. Hammes于1927年所发明。[2] 他并在1933年持有相关专利,并于1935年发行专利。[3]而他所创立的爱适易公司于1940年推出其设计上市。[来源请求]
然而Hammes的宣称是有争议的。另一方面,通用电气于1935年推出绞碎机[4][5] ,当时称作Disposall。
在1930至1940年代时,许多美国的城市是禁止将厨余排放至排水管路的。[6] 爱适易公司花了不少时间去游说并成功地说服许多地方政府取消相关禁制。
然而在美国,仍然有不少本地政府禁止绞碎机的使用。[7]例如在纽约,曾经有一段时间,绞碎机是违法的。因为当地政府认为这会对该市的污水系统造成威胁。在经过纽约市环境保护部门(NYC Department of Environmental Protection)为期21个月的研究后[8],禁令于1997年解除。[9]
在2008年,罗里曾经禁止绞碎机的安装或更新,该禁令亦延伸到所有与该市的污水系统有关联的卫星都市。但一个月后解除了禁令。[10][11]
普及
于2009年,大约有50%的美国家庭有安装绞碎机。[12] 相比之下,在英国约只有6%[13] ,而在加拿大更只有3%。[14]
在瑞典,有一些市政府鼓励居民安装绞碎机,因为可以增加生质燃料的产生效率。[15] 一些英国的本地政府也会赞助绞碎机的安装,借此减轻垃圾堆填区的负担。[16]
优点
在家居垃圾中,厨余占了10%至20%。[17] 而且是垃圾处理当中一个相当棘手的成分。从储存到收集,不管哪个环节,都会造成公众健康、卫生和环境污染等问题。如果将其送焚化炉,则其高水分含量会使焚化它所需的能源大余回收得来的热能; 如果将其送往堆填区掩埋,则厨余在分解时会排出甲烷──一种会造成气候变化的温室气体。[18]
在妥善地使用绞碎机的前提下,绞碎机能有效地将厨余变成类液态(平均含水量70%,接近人类排泄物),并使用既有的设施(下水道和污水处理厂)来处理。现代污水处理设施能有效地将有机固体转化成肥沃物质 (或称作生物固形物)。更先进的设施甚至可以采集甲烷用于发电.[19][20]
原理
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/Garbage_disposal_innards.png/220px-Garbage_disposal_innards.png)
家用绞碎机通常配备一个 250—750 W(0.34—1.01 hp)[21] 的高力矩、防水的马达,来转动一个置于其正上方的转盘。 以电动机的种类来说,异步电动机可视启动方式的不同,以1400至1800rpm来运转。 但安装时,必须考量到厨房水槽的空间和结构能否支持异步电动机的额外重量和尺寸。另一方面,交直流两用电动机,或称作串激电动机,能提供更高的转速、更强的起始力矩而且通常更轻,但会因为更高的转速或电刷的摩擦,而比异步电动机来得更吵。[22][23] 在研磨槽内有一个旋转的金属转盘来承接落下的厨余。 两片安装其上的旋转金属扇叶会反复地将厨余抛至边缘的研磨环上, 研磨环上的锐利切面会把厨余切碎,直到其小块到能从研磨环上的开口排出,直达排水管。
通常来说,研磨槽的上方会有一个橡胶档板,用来防止飞溅的厨余碎块被抛出绞碎机外。橡胶档板也能起到降低噪音的作用。
绞碎机按其输入方式可分为两种:持续输入和批量输入。 持续输入的型号较为普遍,就是在开机后输入并处理厨余。批量输入则是在倒入厨余后才开机处理。后者通常是借由将开口的盖子阖上来开机。这种类型的盖子可能是机械式的开关,或者为磁铁式的开关。而在盖子上会有小孔来排水。 批量输入式的型号因为需要把盖子合起才能开机,一般认为比较安全。
绞碎机可能会卡住。而清除的方式一般是借由从上方转动转盘,或者使用内六角扳手强行转动马达轴来排除。[24] 若有特别硬的物件,例如金属刀具,故意或无意地掉入绞碎机的话,可能会导致研磨机和该物件的损毁。虽然说最近的改良,例如对扇叶的特别设计,能降低此类事件的损害。[来源请求]较为严重的问题,像是排水孔堵塞,通常是由植物纤维(例如菜蓟叶)或者淀粉(例如马铃薯皮)的绞碎物所导致。
一些较高端的产品会有自动反转阻塞排除机制。借由使用一种较复杂的离心力式开关来让分相异步电动机在启动时先反向旋转。这种机制可以排除轻微的卡滞,但有一些制造商认为其不是必要的:因为在过去的六十年间,许多绞碎机产品已经改善扇叶设计来使反转机制没有其必要。[25]
有一些绞碎机使用水压而不是电力来驱动。除了上述的转盘-研磨轮结构外,另一种设计是使用水力单元来驱动附着利刃的活塞来反复运动进而切碎厨余。[26] 因为是使用切片,这种机型能够处理纤维类厨余。水力驱动的机型比起电力驱动的机型,需要用更多的时间和更强的水压来处理等量的厨余。[来源请求]
对环境的冲击
厨房用绞碎机会增加污水处理厂处理有机碳的负荷,这会进一步消耗处理设施内的氧气。[27] Metcalf和Eddy的研究证实若使用绞碎机,每人每天会多消耗0.04磅的生化需氧量。[28] 一个澳洲的研究则指出,若把使用绞碎机和其他厨余处理方法例如堆肥法来比较,虽然前者在避免气候变迁、海洋酸化或节能上表现不错,但也会促使优养化[29]
虽然说这可能会导致污水处理时要额外供氧而消耗更多能源, 但如果有良好地控管污水处理,在食物内的有机碳可以支持细菌分解作用持续进行,因为该过程会消耗有机碳。这些有机碳的加入可以视作一种支持细菌性养分消化过程的廉价有机碳来源。[30]
另一种后果是污水处理过程中产生的大量固态残余物。根据 East Bay Municipal Utility District的研究指出,厨余相对于一般的污水,能产出三倍的生质燃料。[31] 这些产生的生质燃料所带来的产值能够抵销处理厨余和其他居住生物废料的费用。(与洛杉矶国际机场每年处理8000吨厨余的花费相比较)[32]
电力的消耗并不高。一般机型的绞碎机会使用500至1500瓦的电力,与一个电力熨斗相若,而且运作时间相当短。总归来说大概每户每年会多消耗3至4千瓦小时的电力。[33] 每日水用量则不太一定,但通常来说每人每日约多使用 1美制加仑(3.8升)的水,[34] 跟多冲一次马桶差不多。[35]一项调查指出绞碎机仅轻微地提高用水量。[36]
参考资料
- ^ Treatment of domestic wastewater mixed with crushed garbage and garbage washing water by advanced Gappei-shori Johkaso. Water Science and Technology. 1997, 36 (12). ISSN 0273-1223. doi:10.1016/s0273-1223(97)00718-x.
- ^ Denise DiFulco. Grist for the Daily Grind. The Washington Post. August 23, 2007 [2009-10-22]. (原始内容存档于2017-12-03). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ US 2012680,Hammes, John W.,“Garbage disposal device”,发表于22 May 1933,发行于27 August 1935
- ^ General Electric History 1935-1945. [23 May 2013]. (原始内容存档于2016-01-11). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Kitchen Grinder for Waste Displaces Garbage Pail, Popular Mechanics, October 1935, 64 (4): 542 [2019-01-07], (原始内容存档于2019-11-06); see hand written note at top of page of archive edition
- ^ Specter, Michael. Only in New York: Garbage Disposers, Banned, Stir Debate. New York Times. 22 June 1992 [2019-01-07]. (原始内容存档于2019-11-28).
Most major cities banned garbage disposers after World War II, driven by worries that ground food would clog sewer pipes beneath their booming neighborhoods. ... But a series of studies from universities and the not completely disinterested plumbing industry showed that the additional waste from ground food scraps would rarely harm a city sewage system.
(页面存档备份,存于互联网档案馆) - ^ Insinkerator on its heritage. Insinkerator.com. [2011-04-23]. (原始内容存档于2011-07-13). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ The Impact of Food Waste Disposers in Combined Sewer Areas of New York City (PDF). [2011-04-23]. (原始内容 (PDF)存档于2011-05-24). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ LOCAL LAW 71 OF 1997. nyccouncil.info. (原始内容存档于15 November 2004). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ City of Raleigh | Council Approves Ban On New And Replacement Garbage Disposals. Raleigh-nc.org. 2011-04-18 [2011-04-23]. (原始内容存档于2008-12-10). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Disposals to Grind on in Raleigh. WRAL.com (Capitol Broadcasting Company). April 15, 2008. (原始内容存档于2011-06-14). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ American Housing Survey (U.S. Census Bureau, 2009)
- ^ Leo Hickman. Leo Hickman: Is it OK ... to use a food waste disposer | Money | The Guardian. London: Money.guardian.co.uk. 2006-08-21 [2011-04-23]. (原始内容存档于2007-10-10). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Water Canada - Everything but the Kitchen Sink - Water Canada. Water Canada. [2019-01-07]. (原始内容存档于2016-03-02). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Anna Gustafsson. Slopad avgift för avfallskvarn | Stockholm | SvD. Svd.se. 2008-09-01 [2011-04-23]. (原始内容存档于2009-08-30) (瑞典语). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Brat, Ilan. Going Global By Going Green. Wall Street Journal. 2008-02-27 [2017-03-03]. ISSN 0099-9660. (原始内容存档于2019-05-28). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Municipal Solid Waste in the United States: 2009 Facts and Figures (PDF). United States Environmental Protection Agency. December 2010 [2011-05-26]. (原始内容存档 (PDF)于2015-08-11). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Greenhouse Gases and the Role of Composting: A Primer for Compost Producers (PDF). US Composting Council. 2008 [2011-05-26]. (原始内容 (PDF)存档于2011-08-09). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Zito, Kelly. Food waste helps power wastewater plant. Articles.sfgate.com. 2009-07-24 [2011-04-23]. (原始内容存档于2011-04-30). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Sumter Water & Wastewater Plants and Maintenance. Sumtersc.gov. [2011-04-23]. (原始内容存档于June 8, 2009). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Home Depot's web site 互联网档案馆的存档,存档日期November 9, 2016,. lists 1⁄3, 1⁄2, 5⁄8, 3⁄4, and 1 hp models.
- ^ Kirby Palm. Garbage Disposal power on. Nettally.com. [2011-04-23]. (原始内容存档于2017-09-29). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Noise from universal motors vs. induction motors at howstuffworks.com. Home.howstuffworks.com. 2000-04-01 [2011-04-23]. (原始内容存档于2021-04-22). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Solos, Heather. How to Fix a Stuck or Locked Up Garbage Disposal. Home Ec 101. 2 June 2010 [7 May 2015]. (原始内容存档于2021-01-22). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Magnet and induction motors in Commodore Disposers. Joneca.com. [2011-04-23]. (原始内容存档于2011-07-13). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Paul, Donna. New Garbage Disposal Runs on Water Power. New York Times. 1999-12-16 [2011-04-23]. (原始内容存档于2008-12-10). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Trash-Talking The Garbage Disposal: Examination Of A Not So Green US Export. TreeHugger. [2011-04-23]. (原始内容存档于2011-09-12). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Tchobanoglous, G., F. Burton. 1991 Wastewater Engineering – Treatment, Disposal, and Reuse. 3rd. Edition, Metcalf & Eddy.
- ^ Lundie, S.; Peters, G. Life Cycle Assessment of Food Waste Management Options. Journal of Cleaner Production. 2005, 13 (3): 275–286. doi:10.1016/j.jclepro.2004.02.020.
- ^ Rosenwinkel, K.-H. and D. Wendler. Institute for Water Quality and Waste Management, University of Hanover (ISAH). "Influences of Food Waste Disposers on Sewerage System, Wastewater Treatment and Sludge Digestion".
- ^ Archived copy (PDF). [2010-10-22]. (原始内容 (PDF)存档于2011-09-28). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Hernanadez, Gerald L., Kenneth R. Redd, Wendy A. Wert, An Min Liu, and Tim Haug. "Hyperion Advanced Digestion Pilot Program".
- ^ Karlberg, Tina and Erik Norin. VA-FORSK REPORT, 1999-9. "Food Waste Disposers – Effects on Wastewater Treatment Plants. A Study from the Town of Surahammar".
- ^ New York City Department of Environmental Protection. June 1997. "The Impact of Food Waste Disposers in Combined Sewer Areas of New York City".
- ^ Hickman, Leo. Is it OK ... to use a food waste disposer. The Guardian (London). August 8, 2006 [May 3, 2010]. (原始内容存档于2007-10-10). (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Karlberg, Tina and Erick Norin. VA-FORSK REPORT, 1999-9. "Food Waste Disposers – Effects on Wastewater Treatment Plants. A Study from the Town of Surahammar".