目前,我国餐厨垃圾的年产量巨大,是城市生活垃圾的重要组成部分。利用传统方式处理餐厨垃圾还存在诸多问题,因此,对于餐厨垃圾资源化处理方法——生化处理机的研究便成为该领域的新方向。然而,餐厨垃圾生化处理机现有的设计方法均基于工程经验,通过与现有产品进行类比设计,尚缺乏理论性研究的指导。同时,不同的搅拌结构、不同的物料性质等因素均会影响处理的速度,而处理速度减慢会造成搅拌时间增长,从而增大能耗,这在大型处理机上显得尤为严重。因此,本文以北京瑞杰灵通环境技术有限公司现有餐厨垃圾生化处理机的搅拌流场作为研究对象,应用搅拌混合机理和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的基本理论,采用基于压力的分离求解方法、RNGκ-ε湍流模型、VOF模型以及多重参考系法,利用Fluent6.3软件对其内部流场的速度和湍流动能分布等进行了模拟和研究。首先,根据原有处理机建立流体域模型,利用Fluent软件模拟获得流场速度、湍流动能等分布情况,由仿真获得的搅拌轴总扭矩值计算得到轴功率值,并通过轴功率经验公式计算验证仿真结果的正确性。其次,分别对不同搅拌轴转速、不同物料黏度和不同桨叶安装角度的九组新建模型进行模拟仿真,研究分析三种因素对流场速度和湍流动能分布的影响。然后,以搅拌轴转速、物料黏度、叶片安装角度为因素,以轴功率和湍流动能最大值作为实验指标,利用SPSS软件设计三因素三水平正交实验,重新建立模型,进行流场仿真,并对实验结果进行极差分析,得出影响实验指标的主次因素以及较优水平组合。最后,根据极差分析对生化处理机进行改进设计,建模仿真以验证改进可行性和有效性,并将改进设计方案应用于家用小型餐厨垃圾生化处理机的研制。研究结果表明：该处理机内部流场速度峰值出现在桨叶尖端附近区域,湍流动能峰值则出现在搅拌轴之间的中部区域；影响该处理机轴功率和湍流动能值(即搅拌效果)的最主要因素分别为搅拌轴转速、桨叶安装角度；基于正交实验获得的较优水平组合,改进设计后的搅拌装置不仅满足了均匀混合的基本要求,并且达到了高效和节能的改进目标。