用米酒瓶清泳池?游泳校隊研發「玻璃砂」淨水濾材 壽命多4倍還能解決回收難題

負責任消費和生產

多數學生還在睡夢中的清晨,高中時期的黃梓境就已經在泳池裡劈波斬浪,長期校隊訓練讓他對泳池維護有深刻觀察。親身經歷泳池過濾系統石英砂常結塊失效的麻煩,他敏銳地看出這不是個案,而是整個產業長年的痛點。這讓他思考每年堆積如山的廢棄有色玻璃是否能成為解方,如今他跨界將無人問津的啤酒瓶等廢玻璃,研發轉化為高效玻璃砂濾材,不只解決泳池困境,也為回收系統帶來永續活路。實驗顯示新濾材過濾效果與水質透徹度更佳,耐用壽命達4至5年,已經在多座泳池實證應用,成為傳統石英砂的替代品。

黃梓境解說玻璃砂與石英砂的區別,桌上展示回收玻璃瓶原料,讓創新理念具體呈現。 圖/陳葦澤攝影
黃梓境解說玻璃砂與石英砂的區別,桌上展示回收玻璃瓶原料,讓創新理念具體呈現。 圖/陳葦澤攝影

在台灣,每年有超過2萬公噸的有色玻璃無法被回收利用,這些有色玻璃因為價值低,常常堆積在回收場成為環境負擔。與此同時,全台數千座游泳池每年需要更換傳統的石英砂濾材,不僅花費可觀,需要自然開採的石英砂也造成環境問題。這兩個看似毫無關聯的問題,在中正大學運動競技系三年級學生黃梓境的手中,找到了創新的解答。

身份轉換,造就創新濾材契機

黃梓境從小就與游泳池密不可分,是學校游泳校隊的主力選手,從國小到高中畢業,他每天的日常就是早上起床先去游泳,接著上課,放學後再回泳池訓練,這樣的生活持續了將近10年,游泳幾乎成了他的全部。但在高中練習期間他漸漸意識到,雖然自己成績不差,但距離頂尖仍有一段差距,無法將游泳選手作為職業,他明白自己若想長久發展,必須尋找新的出路。

大一的黃梓境決定轉換跑道,先從熟悉的領域出發,擔任游泳教練,然而教練工作的收入有限,黃梓境開始思考如何創造更大的發展空間,隨著市場觀察和自我評估,他大膽承接起社區游泳池的經營案。雖然對泳池工程與營運流程幾乎一竅不通,但他笑說自己是個「比較敢的人」,總是抱著試試看的心態就去投標。儘管尚在大學階段,黃梓境能跨入這樣的角色,正因為現有不少社區泳池會對外尋找承辦者,不特別限定年齡與身份,只要能提出具體經營計畫、贏得社區委員會信任,就有機會取得經營權,學生身份並未成為阻礙,因有長期校隊與教練經驗,更容易獲得社區端的肯定。

黃梓境專注操作研發中的濾材設備,演示玻璃砂製作與應用過程。 圖/陳葦澤攝影
黃梓境專注操作研發中的濾材設備,演示玻璃砂製作與應用過程。 圖/陳葦澤攝影

隨著經驗累積,黃梓境發現反覆出現的問題,他同時接下兩家社區泳池的維護案,它們都有相同的困擾,每年都必須更換過濾桶內的石英砂。黃梓境解釋,石英砂在長時間使用後,尤其是長時間沒有運作時,會逐漸凝結成塊,一旦凝結成塊水流就會受阻,過濾桶就失去了功能,必須將所有石英砂全部掏出來更換,這是每年都要面對的固定支出。暑假期間黃梓境前往中國參加泳池設備展覽,希望能在這裡找到有用的資訊,而一種用玻璃砂製成的水過濾材料,吸引了他的注意。

展場上一種以玻璃砂製成的濾材吸引了他的注意,產品標示著「永久不需要更換」這句話,立刻讓他靈光一閃,這或許就是完美的解答。回台後黃梓境立刻搜尋相關資訊,發現高雄有代理商,但進口產品的價格實在太高了,與傳統石英砂相比差距過大,導致市場接受度很低,台灣泳池業者基於成本考量,幾乎都還是選擇使用較便宜的石英砂。

這個發現讓黃梓境看到了機會:既然進口玻璃砂濾材太貴,為什麼不自己做?

概念成形,在地取材的可能

確定自己研發製造後,黃梓境立刻展開行動,開始拜訪校內理學院、工學院以及商學院的教授們,這是一個巨大的挑戰,黃梓境坦承,學術研究是他最難克服的部分,從小到大他的生活就是游泳訓練,現在卻要學習水質數據分析和材料科學,甚至要開始閱讀學術論文和專業書籍,這種轉變的難度,遠超過從選手轉型為創業家。

研究過程中,他了解到展覽上的技術源自於瑞士的循環公司,他們的原料是廢棄的有色玻璃瓶,主要是綠色和咖啡色的玻璃瓶。這兩種顏色的玻璃瓶最常見,像是啤酒瓶或料理米酒瓶都是這種原料,台灣的回收玻璃現況,也讓他產生了新想法,近年來深色玻璃瓶在各地回收場堆積如山。

以嘉義為例,褐色玻璃瓶的回收價格每公斤只有0.1元,相較於透明玻璃的1.3元,價差高達13倍,導致回收業者沒有利潤,乾脆不再回收深色玻璃,這些玻璃常常堆積在回收場。黃梓境使用本地的廢棄有色玻璃作為原料,不僅解決環境問題,還能生產出有市場價值的產品,把廢棄物轉化為有用的資源,同時解決兩個問題。

相較於進口,本地原料能夠減去國際運費,使用台灣的廢棄玻璃,就能大幅降低成本,讓產品更有競爭力。黃梓境的創業藍圖逐漸成形,用廢棄玻璃製作出可替代石英砂的濾材,既能解決環境問題,又能為客戶提供更持久耐用的產品,同時結合了商業價值和環境永續

黃梓境分享創業簡報,說明團隊如何推動台灣首家有色玻璃循環創新。 圖/陳葦澤攝影
黃梓境分享創業簡報,說明團隊如何推動台灣首家有色玻璃循環創新。 圖/陳葦澤攝影

玻璃的重生旅程

黃梓境發現最常見的玻璃大概有四種:有色玻璃(綠色和咖啡色)、透明玻璃瓶、LCD面板玻璃,以及窗戶用的大片玻璃。其中透明玻璃瓶的回收價格較高,因為它的再利用價值比較好,然而黃梓境很清楚,目標是做出能與傳統石英砂抗衡的產品,價格必須要有競爭力,如果使用透明玻璃,最終產品成本過高就會失去競爭力。

因此,他專注於利用綠色和咖啡色有色玻璃、LCD玻璃,以及窗戶玻璃,實驗後他確定了以綠色和咖啡色的玻璃瓶罐作為原料,這些瓶罐類的特性最適合製成過濾用的玻璃砂。首次嘗試他購買了200公斤的廢棄玻璃,由於沒有任何經驗,只能拿著水龍頭手動清洗,200公斤的玻璃整整洗了2、3天,透過試驗過程了解清洗的標準和方法。研磨是關鍵環節,需要專業機器將玻璃磨成適合的顆粒,幸運的是,離學校不遠的斗六就有化學公司,可以提供研磨代工服務。

研磨機讓他們能控制玻璃砂顆粒大小,以符合不同應用需求,過篩與分級是研磨後的重要步驟,研磨完成黃梓境再自行進行過篩,將不同大小的顆粒分類,顆粒大小會直接影響最終的過濾效果,最後是包裝階段,將製作好的玻璃砂依照不同的粒徑比例包裝,成為可以販售的成品。

在設計產品時,黃梓境採用分層過濾的概念,桶內的玻璃砂並非都是相同大小,而是有層次的配置:最上層使用較粗的顆粒,然後逐漸往下,顆粒越來越細。這樣的設計背後有其科學道理,當髒水從上往下流過,最大底雜質先被上層較粗的顆粒攔截下來,中型雜質被中層攔截,細小雜質被最下層最細的顆粒過濾掉。這種分層設計讓整個過濾系統能發揮最大效能,同時也能延長使用壽命,讓水越來越乾淨,透過層層把關達到最佳效果。

為驗證玻璃砂過濾效果,黃梓境參考明確的測試指標TSS—水中總懸浮固體,指的是水樣經過過濾後,濾紙上殘留固體顆粒的乾燥重量。將同樣髒水分別通過石英砂與玻璃砂過濾,再測量過濾後的TSS值,以比較清澈度的差異。對游泳池來說,TSS是最重要的水質指標,泳池的水處理不像逆滲透系統那麼複雜,主要需要初級的物理過濾,把肉眼看得到的髒污去除就可以,至於細菌等微生物,則是由氯等消毒劑來處理。

失敗後的關鍵轉折

近距離拍攝的玻璃砂樣品與原始回收酒瓶,見證廢棄玻璃成功轉化為高效濾材的起點。 圖/陳葦澤攝影
近距離拍攝的玻璃砂樣品與原始回收酒瓶,見證廢棄玻璃成功轉化為高效濾材的起點。 圖/陳葦澤攝影

實驗的前2、3個月,幾乎可以說是一段持續失敗的黑暗期,沒有學術經驗的黃梓境,必須從零開始學習每個細節,實驗是講求精確的過程,每一次的倒水、烘乾、秤重,只要有一個步驟出錯,就必須全部重新來過。而一次完整的測試流程,需要大約2天的時間才能完成,在前3個月期間,他失敗了大約20、30次,每一次失敗都意味著兩天的努力付諸東流,必須重新開始。

但他沒有放棄,而是認真記錄每次失敗的原因,修正實驗的步驟和方法,關鍵轉折在研發初期,黃梓境最初嘗試了窗戶用的大片玻璃,以及LCD面板的玻璃,這兩種玻璃都無法達到理想效果,研磨出來的形狀是條狀而不是顆粒狀。條狀的玻璃砂在過濾效果上大打折扣,無法達到他們設定的TSS指標,經過前半個月的反覆失敗,黃梓境決定轉向使用綠色和咖啡色的玻璃瓶。

這個決定成為研發過程的關鍵轉折點,瓶罐類玻璃研磨後會形成理想的顆粒狀結構,這才是適合做過濾材料的形態。這是一個重要的知識突破,當黃梓境完全掌握了整個實驗流程後,成功率就大幅提升,接下來不斷優化,他持續微調玻璃砂的粒徑比例,測試不同配置下的過濾效果,最終找出最佳的配方。值得一提的是,黃梓境發現玻璃砂的過濾效果剛開始就比石英砂好,但因為價格較高,所以不能只是「好一點」,而必須「好很多」,客戶才會願意接受。

因此,雖然已經達到更好的效果,他們仍然繼續努力,希望能將過濾效果提升到讓客戶覺得物超所值的程度,這1年半的研發過程,讓黃梓境從對材料科學一無所知的運動員,蛻變成為了解玻璃砂濾材特性和製作技術的專家。

在困境中尋找出路

黃梓境研發的玻璃砂濾材,不僅優於石英砂,更在耐用性與環保性上突破,玻璃砂的使用壽命約為石英砂的3到4倍,減少更換濾材的頻率與維護成本,其顆粒結構不易結塊,即使泳池暫停使用,只要重新啟動循環系統、進行反沖洗,濾材就能恢復正常運作。同時,在TSS(水中總懸浮固體)測試中,玻璃砂展現出更優異的過濾效果,使水質更加清澈透明。

除了泳池應用,玻璃砂也被拓展至工業用水處理、污水過濾與防滑塗料等領域,有些戶外地面閃著微光,正是添加了玻璃砂的防滑漆,不僅反光還能提升摩擦力。2022年,他正式創立源境有限公司,聚焦綠色循環技術,目前他們與中正大學附近的民雄鉅洋游泳池合作,進行實地測試,觀察長期使用下的穩定性。歷經2年多的研發與推廣,黃梓境明白創業最大的挑戰不在技術,而在於市場信任,問題不是產品做不好,而是要怎麼讓別人相信它值得用。為了突破僵局,他與團隊開始聚焦市場教育與案例建立,透過實驗數據、現場展示與實際使用回饋,逐步累積信任。

雖然進展緩慢,但他相信只要撐過初期的冷漠期,產品價值終將被看見,推廣過程中最大的難題是改變業者觀念,傳統石英砂濾材在台灣使用超過30年,成為產業習慣。當黃梓境推薦新材料時,業者總會疑惑:「這個產品真的能用那麼久嗎?」「如果出問題怎麼辦?」「為什麼要多花錢?」反映出業者對風險的顧慮,也意味著教育市場是場長期戰。

短期內,他將持續推廣玻璃砂,並優化產品性能,同時開發再生玻璃的延伸應用,包括防滑塗料與景觀鋪面。核心理念始終如一,讓廢棄玻璃在不同場所重生,這條創業路雖充滿挑戰,但他仍選擇堅持。就像當年在泳池裡,每一次轉身、每一次呼吸,都是為了游得更遠;如今,他在浪花之外,正游向更廣闊的綠色未來。

本文授權轉載自《生命力新聞》(原文標題:廢酒瓶變淨水神器 泳將打造泳池長效濾


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作者文章

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