基于循環設計理念的家庭廚余垃圾處理研究

雷雨竹

（武漢大學 城市設計學院,湖北武漢 430072）

隨著現代生活水平提高，資源消耗日漸增多，但產品設計并不意味著犧牲環境，人類更應重視環保節能的重要性，并不斷尋找發展方向，因此循環設計理念也成為各行業的風向。家是人們的常駐環境，產生的廢棄資源不容小覷，是必須重視的循環設計區域。

本文分析家庭綠色循環現狀及存在的問題，針對存在循環利用率較低的問題，進行分析并尋找解決方法，從而更好實施資源循環理念下的產品設計，對環境與生態平衡有著積極意義，為資源循環理念在家庭產品設計中的應用奠定理論基礎。通過將循環設計理念與家庭情況結合，研究能有效解決廚余垃圾弊端并將垃圾合理回收再利用的產品設計，達到綠色循環理念的目的。

一、循環設計概述

循環設計又稱回收設計，源自綠色設計的“3R”的原則，即其中的Recycle。循環設計是實現回收和利用的方法，在產品設計時考慮其每一部分回收的可能性，以達到資源和能源的再利用。推行循環理念的應用，目的在于能通過設計節約能源，使設計能夠被多次利用，形成設計和使用中的良好循環。再利用資源的系統設計方式是重中之重，可循環的設計體系是我們需要重視的方向。

二、現狀分析

中國飲食文化博大精深，餐飲業發展高速，廚余垃圾產量也呈迅速增長趨勢。相關報告顯示，2014年我國廚余垃圾產量八千多萬噸，均產量23萬噸/日，而到2015年，全國廚余垃圾產量上漲至9110多萬噸，日均產量為25萬噸/日。

據我國城市環境衛生協會的資料可知，全國有657個設市城市，廚余垃圾日產量超50噸的城市有512個，餐飲業發達城市垃圾產量極大。報告分析，廣州人均日產廚余垃圾最多，餐廚垃圾個人產量約為0.296kg/天，北京約為0.122kg/人·日（見表1）。

表1 2015年部分省市餐廚垃圾日產量情況（單位：噸/日，kg/人·日）

綜上可知，以北京為例，三口之家的廚余垃圾產量約0.37kg/日，對于家用垃圾桶來說，只需兩三天就可超出其容納量。因此隨時間推移，這些容易腐壞的垃圾若不能及時解決，對家庭生活的負面影響只會更嚴重。

三、循環設計在家庭廚余垃圾的應用分析

1.家庭環境分析

基于家庭的廚余垃圾處理分析，首先要考慮環境，思考廚余垃圾和家庭環境的聯系。通過對家庭調研發現，目前多數家庭對于廚余垃圾都是選擇直接丟棄在垃圾桶，并定期清理。從生活體驗來看，廚余垃圾腐爛迅速，在堆放過程中人們常受到異味影響。高溫氣候下情況更甚，為防止異味，人們必須頻繁處理并未裝滿的垃圾桶。同時，廚余垃圾常帶有液體，在處理這些有異味的液體時也容易灑落，對住戶產生了極大不便。從健康安全角度，這些靜置在廚房垃圾桶中的垃圾也成了細菌滋生的根源，對于人們烹飪飲食的地方，這些臟污和細菌是一定要避免的。

家庭垃圾處理必然和家庭的綠色環保理念息息相關，這也是循環設計應用應關注的部分。隨著生活水平提高，人們更加追求高品質生活，大部分家庭都會在家中種植花草甚至蔬菜等，這些種植多受興趣愛好、美化環境等原因驅使，由此可見，當下家庭中種植需求不在小數。另一方面，當前社會大力倡導可持續綠色生活，家中的綠色逐漸增多，種植在家中不僅美觀，也可達到空氣凈化或者自給自足的目的，環保又健康，這也是大多數人選擇種植的原因。

2.廚余垃圾分析

循環設計常以“設計”廢物的思路展開，而廚余垃圾處理的應用思維其實就是設計垃圾，另種角度說就是延長了垃圾的“生命”周期，使其在最長的時間內有更多價值。如何變廢為寶，如何將循環完成是我們思考的中心。優先使用現有資源，合理的再利用，耐久或循環升級，延長產品生命周期。著眼循環設計相關原則，分析目前循環設計應用的相關手段。

了解了現有的垃圾處理市場可知，目前已有的廚余垃圾處理器在中國的排水系統中并不適用，國內管道鋪設較為復雜且曲折，管道較細，因此對于直接將粉碎殘渣排入下水道的廚余垃圾處理器，長久使用是對排水及處理系統的增負。

在未思考循環的設計思維里，我們的設計往往兩點一線式：使用，然后處理。這就是現有廚余垃圾處理器的“直線”思路。根據數據調研得出，家庭廚余垃圾若直接丟棄，體量會非常驚人，因此如何合理減少直接拋棄處理，則可以將處理過程變為合理利用。在循環設計理念中，處理階段被可持續的選擇取而代之，設計的結果和未來也將隨之改變。循環設計為基礎的廚余垃圾處理，也應避開不計后續影響的處理結果。

循環設計常利用易分解的材料或產品，這極大減少了采購原材料的成本。在我們生活中也都有過途經垃圾桶時被食物腐爛酸臭味熏的迅速逃離的經歷，廚余垃圾中，無論是肉蛋奶還是蔬菜瓜果類，都是很容易腐壞或者改變狀態的，另一角度思考，當其成為原材料存在時，也必然能具備易分解的性能，具有一定養分。當我們把廚余垃圾處理和現代生活的一個熱門點——綠植相結合，不難想到堆肥這一常見使用方式，長久以來人們的部分生活產出也常被作為肥料。但針對家庭環境而言，簡單的堆肥方式是絕不合適的，比如異味散發、臟污四濺、細菌滋生、不易收集等等問題，生活體驗上的不適以及衛生安全隱患需要合理的避免。因此，家庭廚余垃圾處理需要在循環設計的理念基礎上保證良好的便利性和衛生性。

廚余垃圾用于種植施肥，從使用者角度來看，肥料是安全無害的，且營養價值較高，又減少了肥料購買開支；從理念角度來看，這是完成一個循環的重要步驟之一，將廚余垃圾廢物利用，讓垃圾有去處并體現價值，同時不會帶來過大的消耗和占用，整個過程都是貫徹著循環和環保的理念。長此以往，家庭的生態環保理念在滿足人們居住需求的前提下，實現了人與自然的和諧共生。

四、設計策略

1.產品設計策略

對于廚余垃圾存在的異味和收集運輸不便的問題，需要產品具有處理、收納或者包裝的功能，能有效解決異味并使異味不發散，減少對家庭生活產生的負面影響。

（1）垃圾的包裝材料應選擇易消溶的安全材料，由于是作為肥料而存在，那么垃圾包裝應該保證能自然分解或者澆水分解。較為常見的有糯米紙及水溶性薄膜等。糯米紙是生活中常見的許多食品藥品中會運用的可食薄膜，淀粉是其主要加工原料，這種紙極其透明輕薄，遇水即化，十分容易降解或破碎，因此在保存時也容易損壞，存在不穩定性。水溶薄膜原材料是能在水中快速消溶的水溶性高分子材質，這種材料經特定的成膜工藝制成，是一種具有水溶特性的綠色可降解封裝材料。水溶性薄膜在產品中運用也相當廣泛，生活中最為熟知的應用就是洗衣凝珠的包裝。這種材料易溶解，因此極其環保，耐性好且彈性高、熱封性強，最重要是有無毒的安全特點。

（2）家庭使用最大的需求就是操作方便以及體量合適，使產品可以完全適應各種家庭環境。廚余垃圾產生主要集中于廚房料理臺和水池，為了使用便利，和目前已有的廚余垃圾處理器類似，將處理流程安排在水池漏網下方，保證垃圾的完全收集。但由于國內管道限制，避免堵塞的可能，我們選擇避開直接排放，而是將垃圾集中進行處理。形態各異的垃圾會增加收集包裝的難度，因此需要進行切碎研磨。

位于水池下方的垃圾處理器環境潮濕，因此研磨層材質的選取需要考量，既要保證良好的使用壽命，也要符合工作運行的穩定流程，同時也高度要求了材質的加工性能，而作為家庭用品，為了保證客戶群體的適配度和滿意度，材質成本也應適中，不可過于昂貴。所以在選材上，既要保證刀盤的不易生銹、耐蝕性，也要保證相應的強度，可在不銹鋼中選擇合適的材質。

（3）當垃圾收集完成，需要通過一個處理階段為后續的包裝做準備，考慮到包裝材質易分解的性能，所以經過有水工作階段后，應將垃圾進行干燥，方便保存。常用干燥方式類型較多，效率較高的常用干燥方式為熱風以及輻射等。

熱風干燥在密封的內部加快空氣流動，一般需要有熱風管、鼓風機共存，配以熱源進行熱風制造。熱風干燥是極高效的處理方式，制造成本低，常用于大工廠的生產過程。但其運行時風的阻力較大，對通風要求極高，會消耗大量動力，鼓吹熱風時的高速和大流量導致設備體積無法控制在較小范圍內。紅外加熱技術是一種運用發射源散發的紅外線，被承接物所吸收并直接轉化為熱能，從而達成干燥目的方法。這是紅外線輻射的傳熱過程，由此傳遞能量，被物體吸收的輻射能發生改變，或是使光譜的振幅增大。所以，被干燥物體在接受紅外加熱時，升溫速度會偏快，從而保證了物體的迅速干燥。

2.處理系統概念方案

根據調研及分析，總結循環理念的廚余垃圾處理器系統（圖1）主要分為垃圾研磨層、干燥區以及包裝區。當垃圾與水一同進入處理區，水被排走，垃圾分離經過干燥，最后包裝好。用戶只需把包裝的垃圾放入種植區域，垃圾就能成為無味無害的天然肥料包。

圖1

這樣的廚余垃圾處理過程，避免了現有處理帶來的后續不利影響，思考了如何將直線式工作流程變為循環的工作流程。人保護環境，而環境的產物以及帶來的舒適感都會相應地返還給人，這是一個人與生態系統之間的循環。廚余垃圾處理設計完成的是，享受種植成果——產生廚余垃圾——作為肥料——利于種植，這樣的循環，將產生的垃圾最終以最合理的狀態回歸到生態系統中。以小見大，這樣的模式避免了廚余產生的有害物的影響，是保護每一個使用者，也是保護使用者所處的大環境。

五、結語

綜上所述，廚余垃圾處理的設計研究，是循環理念在家庭中的成功實施方法，以小家見大家，激發更多循環理念的合理運用，帶動更多循環設計出現。設計不是帶來問題而是解決問題的，當垃圾升值并為我們所用，許多垃圾處理的難點將迎刃而解，同時推動種植更便利，從多個角度弘揚了環保和循環的理念。

新時代的設計師必須要認識到，循環設計理念必會成為當下及未來設計的主流趨勢，設計師也應時刻具備循環理念，去進行符合時代和人類的設計。在環境問題日益嚴重的當今，環保理念應被每一個人重視，環保之路道阻且長，一點一滴皆是進步。更大范圍的循環設計，仍是人們需要不斷努力的方向，將節能環保普及，是人們永遠需要追尋的主題。