เครื่องกำจัดเศษอาหาร (หรือที่รู้จักกันในชื่อเครื่องกำจัดขยะเครื่องกำจัดเศษอาหาร ( FWD ) เครื่อง บดเศษอาหารในอ่างล้างจานหรือเครื่องกำจัดเศษ อาหาร ) คืออุปกรณ์ที่มักใช้ไฟฟ้าติดตั้งอยู่ใต้ อ่าง ล้างจาน ใน ครัวระหว่างท่อระบายน้ำและท่อดัก กลิ่น อุปกรณ์นี้จะบดเศษอาหารให้เป็นชิ้นเล็กๆ ซึ่งโดยทั่วไปจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 2 มม. (0.079 นิ้ว) เพื่อให้สามารถผ่านท่อประปาได้

เครื่องกำจัดขยะถูกคิดค้นขึ้นในปี พ.ศ. 2460 โดย John W. Hammes สถาปนิกที่ทำงานในเมือง Racine รัฐวิสคอนซิน [ ^{1 ] เขา}ได้ยื่นขอสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2476 ซึ่งได้รับการอนุมัติในปี พ.ศ. 2478 ^{[ 2 ]} บริษัท InSinkEratorของเขาได้นำเครื่องกำจัดขยะออกสู่ตลาดในปี พ.ศ. 2483

ข้ออ้างของแฮมเม ส เป็นที่ถกเถียงกัน เนื่องจากเจเนอรัลอิเล็กทริกได้เปิดตัวเครื่องกำจัดขยะในปี พ.ศ. 2478 ^{[ 3 ] [ 4 ]}ซึ่งรู้จักกันในชื่อDisposall

ในหลายเมืองในสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1930 และ 1940 ระบบบำบัดน้ำเสียของเทศบาลมีข้อบังคับห้ามทิ้งเศษอาหาร (ขยะ) ลงในระบบ^{[ 5 ]} InSinkErator ได้ทุ่มเทความพยายามอย่างมากและประสบความสำเร็จอย่างสูงในการโน้มน้าวให้หลายท้องถิ่นยกเลิกข้อห้ามเหล่านี้^{[ 6 ]}

หลายพื้นที่ในสหรัฐอเมริกาห้ามการใช้เครื่องบดขยะ^{[ 7 ]}เป็นเวลาหลายปีที่เครื่องบดขยะเป็นสิ่งผิดกฎหมายในนครนิวยอร์กเนื่องจากมีความเสี่ยงที่จะก่อให้เกิดความเสียหายต่อ ระบบ ท่อระบายน้ำ ของเมือง หลังจากการศึกษาเป็นเวลา 21 เดือนร่วมกับกรมคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของนครนิวยอร์ก^{[ 8 ]}ข้อห้ามดังกล่าวถูกยกเลิกในปี 1997 โดยกฎหมายท้องถิ่น 1997/071 ซึ่งแก้ไขมาตรา 24-518.1 ประมวลกฎหมายปกครองของนครนิวยอร์ก^{[ 9 ]}

ในปี พ.ศ. 2551 เมืองราลี รัฐนอร์ทแคโรไลนาพยายามห้ามการเปลี่ยนและติดตั้งเครื่องกำจัดขยะ ซึ่งขยายไปถึงเมืองรอบนอกที่ใช้ระบบบำบัดน้ำเสียของเทศบาลเมืองเดียวกัน แต่ได้ยกเลิกการห้ามดังกล่าวในอีกหนึ่งเดือนต่อมา^{[ 10 ] [ 11 ]}

ในสหรัฐอเมริกา 50% ของบ้านมีหน่วยกำจัดขยะ ณ ปี 2552 ^{[ 12 ]}เมื่อเทียบกับเพียง 6% ในสหราชอาณาจักร^{[ 13 ]}และ 3% ในแคนาดา^{[ 14 ]}

ในสหราชอาณาจักรสภาเทศมณฑลวูสเตอร์เชอร์และสภาเทศมณฑลเฮเรฟอร์ดเชอร์เริ่มให้เงินอุดหนุนการซื้อเครื่องกำจัดขยะในปี 2548 เพื่อลดปริมาณขยะที่ส่งไปยังหลุมฝังกลบและลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์จากการขนส่งขยะ^{[ 15 ]}อย่างไรก็ตาม การใช้เครื่องบดอัดขยะถูกห้ามสำหรับสถานที่ที่ไม่ใช่ครัวเรือนในสกอตแลนด์ในปี 2559 ^{[ 16 ] [ 17 ]}ในพื้นที่ที่ไม่ใช่ชนบทซึ่งมีการเก็บรวบรวมขยะอาหาร และถูกห้ามในไอร์แลนด์เหนือในปี 2560 คาดว่าจะถูกห้ามสำหรับธุรกิจในอังกฤษและเวลส์ในปี 2566 ^{[ 18 ]}จุดประสงค์คือเพื่อลดการใช้น้ำ

หลายประเทศในยุโรปได้สั่งห้ามหรือตั้งใจจะสั่งห้ามเครื่องบดอาหาร จุดประสงค์คือเพื่อตระหนักถึงคุณค่าของทรัพยากรจากเศษอาหาร และลดการอุดตันของท่อระบายน้ำ^{[ 19 ]}

เศษอาหารมีสัดส่วนตั้งแต่ 10% ถึง 20% ของขยะในครัวเรือน^{[ 20 ]}และเป็นส่วนประกอบที่เป็นปัญหาของขยะเทศบาล ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพ สุขอนามัย และสิ่งแวดล้อมในทุกขั้นตอน ตั้งแต่การจัดเก็บภายในไปจนถึงการเก็บรวบรวมโดยรถบรรทุก เมื่อนำไปเผาใน โรงงาน ผลิตพลังงานจากขยะปริมาณน้ำในเศษอาหารสูงหมายความว่าการให้ความร้อนและการเผาไหม้จะใช้พลังงาน มากกว่า ที่ผลิตได้ เมื่อฝังกลบเศษอาหารจะเน่าเปื่อยและก่อให้เกิดก๊าซมีเทน ซึ่งเป็น ก๊าซเรือนกระจกที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 21 ]}

หลักการเบื้องหลังการใช้เครื่องกำจัดเศษอาหารอย่างถูกต้องคือการพิจารณาเศษอาหารเป็นของเหลว (โดยเฉลี่ยมีน้ำ 70% เช่นเดียวกับของเสียจากมนุษย์) และใช้โครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ (ท่อระบายน้ำใต้ดินและโรงบำบัดน้ำเสีย) ในการจัดการ โรงบำบัดน้ำเสียที่ทันสมัยมีประสิทธิภาพในการแปรรูปของแข็งอินทรีย์ให้เป็นปุ๋ย (เรียกว่าไบโอโซลิด ) โดย โรงงาน ย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน ขั้นสูง ยังสามารถดักจับมีเทน ( ไบโอแก๊ส ) เพื่อผลิตพลังงานได้ อีกด้วย ^{[ 22 ] [ 23 ]}

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบหุ้มฉนวนแรงบิดสูงซึ่งโดยทั่วไปมีพิกัดกำลัง250–750 วัตต์ ( ½ – 1แรงม้า) ^{[ 24 ]}สำหรับหน่วยใช้ในครัวเรือน จะหมุนจานหมุนทรงกลมที่ติดตั้งในแนวนอนเหนือมอเตอร์ มอเตอร์เหนี่ยวนำหมุนด้วยความเร็ว 1,400–2,800 รอบต่อนาทีและมีแรงบิดเริ่มต้นที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับวิธีการสตาร์ทที่ใช้ น้ำหนักและขนาดที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์เหนี่ยวนำอาจเป็นข้อกังวล ขึ้นอยู่กับพื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่และโครงสร้างของอ่างล้างจาน มอเตอร์อเนกประสงค์หรือที่รู้จักกันในชื่อมอเตอร์แบบขดลวดอนุกรม หมุนด้วยความเร็วสูงกว่า มีแรงบิดเริ่มต้นสูง และโดยทั่วไปมีน้ำหนักเบากว่า แต่มีเสียงดังกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความเร็วที่สูงกว่า และส่วนหนึ่งเป็นเพราะแปรงคอมมิวเทเตอร์เสียดสีกับคอมมิวเทเตอร์แบบมีร่อง^{[ 25 ] [ 26 ]}

ภายในห้องบดมีจานหมุนโลหะที่เศษอาหารจะตกลงมา ใบพัดโลหะแบบหมุนได้สองใบและใบพัดโลหะแบบคงที่อีกสองใบที่ติดตั้งอยู่ด้านบนของจานใกล้ขอบจะเหวี่ยงเศษอาหารไปกระทบกับวงแหวนบดซ้ำๆ ขอบคมของวงแหวนบดจะบดเศษอาหารจนมีขนาดเล็กพอที่จะผ่านช่องเปิดในวงแหวนได้ บางครั้งเศษอาหารจะผ่านขั้นตอนที่สามซึ่งจานตัดด้านล่างจะบดเศษอาหารให้ละเอียดขึ้นอีก จากนั้นจึงถูกชะล้างลงท่อระบายน้ำ

โดยปกติแล้ว เครื่องบดเศษอาหารจะมีแผ่นยางปิดบางส่วนที่เรียกว่าแผ่นกันกระเด็นอยู่ด้านบนของเครื่อง เพื่อป้องกันไม่ให้เศษอาหารกระเด็นกลับขึ้นมาจากห้องบด นอกจากนี้ยังอาจใช้เพื่อลดเสียงรบกวนจากห้องบดเพื่อให้การทำงานเงียบลงด้วย

เครื่องกำจัดขยะมีสองประเภทหลัก คือ แบบป้อนต่อเนื่องและแบบป้อนเป็นชุด แบบป้อนต่อเนื่องใช้โดยการป้อนขยะเข้าไปหลังจากเริ่มการทำงานแล้ว ซึ่งเป็นที่นิยมมากกว่า ส่วนแบบป้อนเป็นชุดนั้น จะต้องใส่ขยะเข้าไปในเครื่องก่อนเริ่มการทำงาน เครื่องประเภทนี้จะเริ่มทำงานโดยการปิดฝาครอบที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ฝาครอบบางแบบใช้สวิตช์เชิงกล ในขณะที่บางแบบใช้แม่เหล็กในฝาครอบเพื่อปรับแนวให้ตรงกับแม่เหล็กในเครื่อง ช่องเล็กๆ บนฝาครอบจะช่วยให้น้ำไหลผ่านได้ เครื่องแบบป้อนเป็นชุดถือว่าปลอดภัยกว่า เนื่องจากส่วนบนของเครื่องจะถูกปิดไว้ขณะทำงาน ป้องกันไม่ให้สิ่งแปลกปลอมตกลงไป

หน่วยกำจัดขยะอาจติดขัด แต่โดยทั่วไปสามารถแก้ไขได้โดยการบังคับให้จานหมุนหมุนจากด้านบนหรือโดยการหมุนมอเตอร์โดยใช้ประแจหกเหลี่ยมที่เสียบเข้าไปในเพลามอเตอร์จากด้านล่าง^{[ 27 ]}วัตถุแข็งเป็นพิเศษที่ใส่เข้าไปโดยไม่ได้ตั้งใจหรือโดยเจตนา เช่น ช้อนส้อมโลหะ อาจทำให้หน่วยกำจัดขยะเสียหายและตัวหน่วยเองก็เสียหายได้เช่นกัน แม้ว่าความก้าวหน้าล่าสุด เช่น ใบพัดหมุนได้ จะช่วยลดความเสียหายดังกล่าวได้ก็ตาม

บางรุ่นที่มีระดับสูงกว่าจะมีคุณสมบัติการกลับทิศทางการหมุนอัตโนมัติเพื่อขจัดสิ่งกีดขวาง โดยใช้สวิตช์สตาร์ทแบบแรงเหวี่ยง ที่ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย มอเตอร์แบบแยกเฟสจะหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการทำงานครั้งก่อนทุกครั้งที่เริ่มใช้งาน ซึ่งสามารถขจัดสิ่งกีดขวางเล็กน้อยได้ แต่ผู้ผลิตบางรายอ้างว่าไม่จำเป็น เนื่องจากตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1960 เครื่องกำจัดขยะหลายรุ่นได้ใช้ใบพัดแบบหมุนได้ซึ่งทำให้ไม่จำเป็นต้องกลับทิศทางการหมุน^{[ 28 ]}

เครื่องกำจัดขยะบางประเภทใช้พลังงานจากแรงดันน้ำแทนไฟฟ้า แทนที่จะใช้จานหมุนและวงแหวนบดที่อธิบายไว้ข้างต้น การออกแบบทางเลือกนี้ใช้หน่วยที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำพร้อมลูกสูบแบบสั่นที่มีใบมีดติดอยู่เพื่อสับขยะให้เป็นชิ้นเล็กๆ^{[ 29 ]}เนื่องจากการตัดแบบนี้ จึงสามารถจัดการกับขยะที่เป็นเส้นใยได้ หน่วยที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำใช้เวลานานกว่าหน่วยที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสำหรับปริมาณขยะที่เท่ากัน และต้องการแรงดันน้ำค่อนข้างสูงเพื่อให้ทำงานได้อย่างเหมาะสม

• 
  ส่วนประกอบของเครื่องกำจัดขยะ
• 
  ภาพมุมมองด้านบนของอ่างล้างจาน โดยมีแผ่นกันน้ำกระเด็นปรากฏให้เห็น
• 
  หน่วยกำจัดขยะที่ทันสมัย

หน่วยกำจัดขยะในครัวเพิ่มปริมาณสารอินทรีย์ที่เข้าสู่โรงบำบัดน้ำ ซึ่งส่งผลให้มีการบริโภคออกซิเจนเพิ่มขึ้น^{[ 30 ]} Metcalf และ Eddy ระบุปริมาณผลกระทบนี้ไว้ที่ 0.04 ปอนด์ (18 กรัม) ของความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมีต่อคนต่อวันในกรณีที่มีการใช้เครื่องกำจัดขยะ^{[ 31 ]}การศึกษาของออสเตรเลียที่เปรียบเทียบการแปรรูปอาหารในอ่างล้างจานกับทางเลือกการทำปุ๋ยหมักผ่านการประเมินวัฏจักรชีวิตพบว่า ในขณะที่เครื่องกำจัดขยะในอ่างล้างจานมีประสิทธิภาพดีในแง่ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ความเป็นกรด และการใช้พลังงาน แต่ก็มีส่วนทำให้เกิดภาวะยูโทรฟิเคชันและศักยภาพความเป็นพิษ^{[ 32 ]}

สิ่งนี้อาจส่งผลให้ต้นทุนพลังงานที่จำเป็นในการจัดหาออกซิเจนในการดำเนินงานขั้นที่สองสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม หากการบำบัดน้ำเสียได้รับการควบคุมอย่างละเอียด คาร์บอนอินทรีย์ในอาหารอาจช่วยให้การย่อยสลายของแบคทีเรียดำเนินต่อไปได้ เนื่องจากคาร์บอนอาจขาดแคลนในกระบวนการดังกล่าว คาร์บอนที่เพิ่มขึ้นนี้ทำหน้าที่เป็นแหล่งคาร์บอนราคาไม่แพงและต่อเนื่องซึ่งจำเป็นสำหรับการกำจัดสารอาหารทางชีวภาพ^{[ 33 ]}

ผลลัพธ์ประการหนึ่งคือมีกากของแข็งเหลือทิ้งจากกระบวนการบำบัดน้ำเสียมากขึ้น จากการศึกษาที่โรงบำบัดน้ำเสียของEast Bay Municipal Utility District ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจาก EPA พบว่าขยะอาหารผลิต ก๊าซชีวภาพ ได้ มากกว่ากากตะกอนน้ำเสียจากเทศบาลถึง สามเท่า ^{[ 34 ]}มูลค่าของก๊าซชีวภาพที่ผลิตจากการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนของขยะอาหารดูเหมือนจะเกินต้นทุนในการแปรรูปขยะอาหารและการกำจัดกากตะกอนชีวภาพที่เหลือ (อ้างอิงจากข้อเสนอของสนามบิน LAX ที่จะเบี่ยงเบนขยะอาหารจำนวนมาก 8,000 ตันต่อปี) ^{[ 35 ]}

จากการศึกษาที่โรงบำบัดน้ำเสียไฮเปอเรียนในลอสแอนเจลิส การใช้เครื่องกำจัดขยะแสดงให้เห็นว่ามีผลกระทบต่อผลพลอยได้จากกระบวนการบำบัดน้ำเสียโดยรวมน้อยมากหรือไม่มีเลย และมีผลกระทบต่อกระบวนการจัดการน้อยมากเช่นกัน เนื่องจากการทำลายของแข็งระเหยได้สูง (VSD) จากเศษอาหารทำให้มีของแข็งตกค้างน้อยที่สุด^{[ 35 ]}

โดยทั่วไปการใช้พลังงานอยู่ที่ 500–1,500 วัตต์ เทียบเท่ากับเตารีด ไฟฟ้า แต่ใช้เพียงช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้น รวมแล้วประมาณ 3–4 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อครัวเรือนต่อปี^{[ 36 ]}การใช้น้ำในแต่ละวันแตกต่างกันไป แต่โดยทั่วไปอยู่ที่ 1 แกลลอนสหรัฐ (3.8 ลิตร) ต่อคนต่อวัน^{[ 37 ]}เทียบเท่ากับการกดชักโครก เพิ่มอีกหนึ่งครั้ง ^{[ 38 ]}การสำรวจหน่วยแปรรูปอาหารเหล่านี้พบว่ามีการใช้น้ำในครัวเรือนเพิ่มขึ้นเล็กน้อย^{[ 39 ]}