稻殼變淨水石 吸附重金屬改善水質

又一個廢棄物變黃金的佳例!每年水稻收成,碾成白米剩下的廢棄物「稻殼」總被當成垃圾焚燒,多年前工研院開發稻殼炭用來取代田間部分肥料,現在則有企業善用稻殼灰可吸附重金屬、化學汙染物的特質,耗費4年實驗製成「淨水石」,期盼能成為改善你我手中杯水水質和口感的產品。

1公克的稻殼灰孔徑如1個網球場大

稻殼灰為什麼能夠吸附重金屬和化學汙染物呢?宜蘭大學環境工程學系副教授林進榮解釋,稻殼燒成稻殼灰後裡頭的二氧化矽含量高達90%,使得稻殼灰表面帶負電,而大部分重金屬是帶正電,正負相吸自然就產生吸附效果。

他強調,稻殼灰的粒徑是10的負9次方,屬於奈米等級,「1公克的稻殼灰孔徑就有1個網球場大,」因為表面積很大,吸附的能力就很強。

林進榮研究稻殼灰的吸附應用已有5年的時間,他說,早期稻殼灰常被拿來當作煉製晶圓片的材料,近幾年研究上曾試圖將稻殼灰放入工業廢水中來吸附重金屬,不過還沒有實際應用的產品出現。位於宜蘭大學創新育成中心的「博凡生技」,歷時4年研發、將稻殼灰結合陶土和礦石製成的「石好靈淨水石」可說創全台首例。

女兒嫌水硬不愛喝 為改善水質研發新材料

博凡生技創辦人江登豐父親因糖尿病早逝,當完兵便投身電子業沒日沒夜地工作,接連母親遭診斷出癌症,因周遭親人病痛的關係,本來不打算結婚生子的他自嘲:「我遇上了很有勇氣的太太,4、5年前結婚生了女兒,沒想到女兒滿月後被診斷出血管瘤,就長在眼下、鼻樑旁,8個月大時,那個腫瘤長到拇指節般大小,我就決定辭掉工作回到太太的老家宜蘭,陪伴女兒一起成長。」

血管瘤的治療很痛苦,江登豐每1、2個月得帶女兒回診注射類固醇,讓腫瘤處的微血管壞死,「因為女兒怕痛,過程中得五花大綁,」因此也激發江登豐創立「博凡生技」,決心研發兼具健康和環保等特性的產品。

石好靈淨水石的發明靈感來自江登豐的女兒,他說,「每每叫女兒多喝水,她都會嫌水硬硬的,喝一口就放下,總之她就是很不愛喝水。」

一開始江登豐是為了改善水的口感而找上林進榮,後來從林進榮那邊得知稻殼灰可吸附水中的餘氯、重金屬後,便決定以稻殼灰為主原料製作淨水石。

稻殼灰比活性碳結合度更高

林進榮指出,稻殼灰和一般用來製作濾水器濾心的活性碳比起來較具有「一體化」的特質,活性炭最多只能做成粉末狀放入濾心的管徑中,但稻殼灰卻可以和陶土、礦石燒製、結合,製作成一小塊淨水石,讓消費者更容易攜帶。

不過把稻殼灰一體化成為「淨水石」並非容易的事,由於稻殼燒成灰是粉末狀,要形成石頭需仰賴陶土的幫忙,但博凡生技又希望能添加礦石,讓成品有釋放鹼性離子的功能,所以稻殼灰、陶土和礦石間的比例拿捏成為一再嘗試的重點。

江登豐說,為了配出比例,他們失敗了無數次,有的燒出來還會碎裂成粉末、有的硬得像石頭、有的丟到地上還會彈起來,耗費近4年,損失了上千塊石頭後,他們終於配出完美比例,製作出一塊約20克大小的淨水石。

此外,他們同時也設計出能鑲嵌在淨水石上頭的殺菌銀塊,經宜蘭大學微生物研究室和水質檢驗中心檢驗,每100毫升的飲用水中,淨水石上的銀塊在5分鐘內可去除1300隻大腸桿菌、1900隻的綠膿桿菌、5000隻的金黃色葡萄球菌以及6300隻的沙門氏菌,遠超過目前環保署規範的我國飲用水標準。

經過測試,淨水石放入300毫升加有20ppm濃度銅離子的杯水中,10分鐘內便可吸附5%,林進榮解釋,淨水石目前雖然只檢測銅離子吸附能力,但根據文獻和實驗性研究,稻殼灰吸附所有重金屬原理的機制是一樣的,差異只在不同金屬帶的正電不同,會有強弱上的落差,所以近期鬧得沸沸揚揚的鉛水,這塊淨水石也同樣具有吸附的能力。

募資平台展創意 測試市場反應

博凡生技的石好靈淨水石目前正在募資平台展出,江登豐坦言,會進行募資是因為前年從宜蘭縣政府拿到的小型企業創新研發計畫(SBIR)幾乎耗費在實驗上,淨水石的內外圈矽膠環、銀塊的量產還需經費支持,而此次的募資也是他們測試市場反應的前哨站。

曾經三餐仰賴便利商店、速食店解決的江登豐,因為女兒大改飲食習慣,並督促他研發石好靈淨水石,他笑說,「小孩的習慣都是大人養成的,在了解這麼多食安問題後,我無法繼續閉著眼睛假裝不知道,老實說『我的女兒就是我的老師』。」

文章來源:https://goo.gl/U0bvzT

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