刚刚过去的暑期，太原师范学院附属中学2506班学生岳政轩设计的“黑水虻迷你家用环保工厂”在第78届德国纽伦堡国际发明展中国区青少年作品展示活动中荣获全国一等奖，并取得赴德参赛资格；半个月后，又在郑州举行的2025—2026学年全球发明大会（ICC）中国区竞赛全国总决赛中再获全国一等奖。

岳政轩设计的“黑水虻迷你家用环保工厂”是什么装置？为什么可以获得大奖？日前，记者对此进行了深入采访。

从“每天都要扔垃圾”产生的灵感

我们在日常生活中，每天都会产生不少剩菜剩饭、瓜皮果核等厨余垃圾，岳政轩家中也不例外。每天晚饭后，岳政轩都要完成一项例行“任务”，把家中一天产生的剩菜剩饭、瓜皮果核拎下楼扔掉。

由于他家中做饭量大，厨余垃圾一天不落，时间久了，他没办法对这些视而不见，忍不住琢磨：“这些东西难道只能扔掉？能不能资源化利用一下？”

一次看杂志，他认识了一种名为黑水虻的昆虫，这种昆虫是自然界的高效“清道夫”，其幼虫能将厨余垃圾快速分解。看到这一信息，岳政轩便萌生了能不能把这种叫“黑水虻”的昆虫“请”进家里的想法。

能不能做一台可以放置在家里的装置，让黑水虻“吃掉”厨余垃圾呢？他去年9月初开始构思，半个月后便着手开始设计。

他告诉记者，对作品有三个要求：体积足够小、能放进家里、能涵盖黑水虻的一生，从卵到幼虫再到成虫，形成自循环系统，这样就不必反复购买虫卵。

从设计理念到技术细节，从实验验证到展示方案，他得到太原植物园科普实践基地指导教师王鹏的支持。经过反复修改、不断打磨，从最初构想到作品成型，历时一年多。

五层“环保工厂”处理厨余垃圾

岳政轩设计的这套“黑水虻迷你家用环保工厂”，第一代装置大体分为投料处理、虫蛹分离、成虫繁殖、虫卵收集和肥料收集等五层区域。

第一层投放厨余垃圾，藏在麦麸底料中的数千只黑水虻幼虫在其中取食分解垃圾；其中有一个核心部件是他设计并用3D打印制作的螺旋状“虫蛹分离装置”，老熟幼虫即将化蛹时喜欢向上攀爬，钻入螺旋件的孔洞后便坠入第二层化蛹。

刚羽化的成虫具有负趋光性，被上层LED灯“驱赶”，从隔板旁的孔洞进入第三层成虫区交配产卵。第三层装置配有温湿度传感器、雾化器和加热垫，湿度低于55%便加湿，温度低于27℃便加热，利用热空气上升原理，可以为整台装置供暖。

成虫在第四层完成交配，安放在那里的产卵板由雪糕棍拼成，因成虫喜欢在狭小缝隙中产卵，产卵板便利用这一“趋缝性”，趋缝产卵后，将卵倒回第一层，下一代幼虫就此延续，由此形成循环。成虫尸体与粪便则沿缓坡滚落，在第五层被收集为有机肥。

之所以大费周章地分层，是因为预蛹和成虫都不再处理厨余垃圾，而成虫还会飞。岳政轩说：“谁也不想一扔垃圾，就飞出来一堆虫子吧。”事实上，黑水虻幼虫通常钻在麦麸底料下，一般看不到；成虫口器退化、不再取食，也不会叮咬人。

黑水虻一生要经过卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段，幼虫摄食能力强，装置循环一个完整周期约35天—45天。家中饲养3000至5000只幼虫，基本能处理完家中每顿饭产生的厨余垃圾。

在设计过程中，他还通过查阅资料了解到，黑水虻如今已被不少工厂、养殖场和大型餐厅后厨用于处理餐厨废弃物，这也说明了这套装置的可行性。

王鹏说：“太原市植物园创办了科普实践基地，日常对孩子们进行科技创新、自然艺术和动手能力的培养，激发了孩子们对科技创新的兴趣。岳政轩这套装置如果真正应用到社区，可以让厨余垃圾就近得到处理，减少垃圾运输和集中处理带来的资源消耗，同时利用黑水虻将厨余垃圾转化为具有利用价值的生物资源。它让我们看到原本需要被丢弃的垃圾也可以重新进入资源循环，为未来社区垃圾减量化、资源化处理提供了一种很有意义的思路。”

优化方案适用于社区

带着设计的装置，岳政轩先后参加多次大赛，取得好成绩。参加比赛过程中，专家评委既肯定了他的生态闭环设计，也指出了问题：如装置放在家里，有人可能接受不了虫子；测试后残留气味较大，更适合社区使用等。这些宝贵意见成为他不断改进作品的动力。

岳政轩说，参赛过程中，装置暴露的问题不少：木质盖板因温湿度差两天就变形，密封性不好导致成虫飞出，开盖时臭味扑鼻，厨余表皮无法完全分解，肥料与虫体混在一起难以分离等。

于是，他又升级设计了第二代装置：整体改用亚克力材质，便于观察且不易变形；增加粉碎机，对厨余进行预处理，加快分解并减少大块残渣；加入活性炭包去味。目前第二代已完成3D建模，并已经做好配件，正在整体组装，接下来就是细节打磨。

岳政轩能坚持下来，离不开家庭和学校的支持。他的妈妈坦言，自己其实怕虫子，但为了支持儿子，家里普通垃圾桶也不用了，每次扔厨余垃圾前先拿台秤帮他称重。她认为，孩子从小对科技、模型、手工等感兴趣，四年级起就跟着指导老师王鹏进行学习，即便现在初中学习时间紧张，她也舍不得孩子放弃这个兴趣。她说：“得奖是意外之喜，更重要的是孩子长见识、获灵感。”

王鹏说：“他在制作过程中，能够从生活中的厨余垃圾问题出发，主动观察，思考并寻找解决办法。尤其值得肯定的是，他没有停留在最初想法上，而是在不断实践和改进中，将家庭处理方案一步步优化为更加合理的社区处理模式。这个项目体现了他较强的动手实践能力、创新意识和环保责任感，也让他真正体会到了科技创新就是发现问题、解决问题，使我们的生活变得更美好。”

10月，岳政轩将携第二代作品赴德国参赛，用英文向世界讲解自己的发明。他说，正加紧练习英语口语，到时可以详细介绍自己的装置。希望这个作品能先服务家庭，再推广到社区，让科技真正走进生活。