TWI798052B

TWI798052B - 玻璃纖維布製程中的廢水回收方法

Info

Publication number: TWI798052B
Application number: TW111113816A
Authority: TW
Inventors: 廖德超; 莊榮仁; 黃章鑑; 翁梓桓
Original assignee: 南亞塑膠工業股份有限公司
Priority date: 2022-04-12
Filing date: 2022-04-12
Publication date: 2023-04-01
Also published as: TW202340100A

Abstract

一種玻璃纖維布製程中的廢水回收方法包括以下步驟：以界面活性劑處理玻璃纖維。形成包含經界面處理的玻璃纖維的玻璃纖維布。對玻璃纖維布加熱。以矽烷偶聯劑處理玻璃纖維布的表面。以水清洗玻璃纖維布，並獲得經清洗的玻璃纖維布以及廢水。在廢水中加入鹼性水溶性材料。執行凝絮製程，以使廢水中出現凝絮物。過濾廢水中的凝絮物，以獲得回收水。以至少部分回收水清洗其他玻璃纖維布。

Description

玻璃纖維布製程中的廢水回收方法

本發明是有關於一種玻璃纖維布製程中的廢水回收方法。

隨著經濟的發展和科學的進步，玻璃纖維布被運用於紡織業、電子業或其他產業中。作為一種新型材料，玻璃纖維布已成為科技發展中必不可少的材料。目前，生產玻璃纖維布的過程會產出大量的廢水。一般而言，通過汙泥或濾膜來過濾前述廢水，以去除廢水中的固體顆粒物質和大分子有機物。持續對廢水進行過濾直到廢水符合排放規定，接著才能排放廢水。

本發明提供一種玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，廢水經回收後可以再次利用，藉此提升玻璃纖維布製程對環境的友善。

本發明的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，前述回收方法包括以下步驟：執行界面處理製程，界面處理製程包括以界面活性劑處理玻璃纖維，以獲得經界面處理的玻璃纖維。形成包含經界面處理的玻璃纖維的玻璃纖維布。對玻璃纖維布加熱，以使玻璃纖維布上的至少部分雜質裂解。執行表面改質製程，表面改質製程包括以矽烷偶聯劑處理玻璃纖維布的表面，以獲得經表面改質的玻璃纖維布。以水清洗經表面改質的玻璃纖維布，並獲得經清洗的玻璃纖維布以及廢水。在廢水中加入鹼性水溶性材料，其中在廢水中加入鹼性水溶性材料之後，廢水的pH值大於7.5且小於11。在廢水中加入鹼性水溶性材料之後執行凝絮製程，以使廢水中出現凝絮物，提高過濾的效果以提升廢水回收的品質與數量。過濾廢水中的凝絮物，以獲得回收水。以至少部分回收水清洗其他經表面改質的玻璃纖維布。

在本發明的一實施例中，界面處理製程包括：調製包括所述界面活性劑、溶劑、大豆油以及澱粉的漿料，其述溶劑包括水；將玻璃纖維浸入漿料中，以獲得經界面處理的玻璃纖維。

在本發明的一實施例中，回收水適用於作為漿料的溶劑。

在本發明的一實施例中，表面改質製程包括：調製包括所述矽烷偶聯劑以及溶劑的表面改質劑；提供表面改質劑於玻璃纖維布的表面，以獲得經表面改質的玻璃纖維布。

在本發明的一實施例中，回收水適用於作為表面改質劑的溶劑。

在本發明的一實施例中，鹼性水溶性材料包括乙醇胺、二乙醇胺、乙二胺、氫氧化鈉（NaOH）、氫氧化鉀（KOH）、氫氧化鈣（Ca(OH) ₂）以及氫氧化鎂（Mg(OH) ₂）中的至少一者。

在本發明的一實施例中，基於廢水的重量，鹼性水溶性材料為10ppm至100ppm。

在本發明的一實施例中，凝絮製程包括使廢水的溫度維持於5℃至100℃維持10分鐘至180分鐘。

在本發明的一實施例中，過濾廢水中的凝絮物的方法包括使廢水通過孔徑為0.1µm至10µm的濾網。

在本發明的一實施例中，以有機酸將回收水的pH值調整到6.5至7.0。

在本發明的一實施例中，廢水的回收率為80%以上

圖1是依照本發明的一實施例的一種玻璃纖維布製程的流程圖。

請參考圖1，在步驟S1中，對玻璃纖維執行界面處理製程，以獲得經界面處理的玻璃纖維。界面處理製程包括以界面活性劑處理玻璃纖維。在一些實施例中，界面處理製程包括調製漿料並將玻璃纖維浸入漿料中。在一些實施例中，漿料包括界面活性劑、溶劑、大豆油、澱粉、抗靜電劑、柔軟劑、潤滑劑或其他合適的添加劑。在一些實施例中，漿料中的界面活性劑包括陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、兩性離子界面活性劑或其他合適的界面活性劑。在一些實施例中，漿料中的溶劑包括水，其中水例如為純水、回收水或其組合。

在步驟S2中，形成包含經界面處理的玻璃纖維的玻璃纖維布。舉例來說，藉由編織、壓製成型或其他合適的製程，將經界面處理的玻璃纖維加工成玻璃纖維布。在本實施例中，在對玻璃纖維進行織布之前，需先將玻璃纖維含浸於漿料（如步驟S1），以避免織布過程中玻璃纖維斷裂。

請繼續參考圖1，在步驟S3中，對玻璃纖維布加熱，以使玻璃纖維布上的至少部分雜質裂解。玻璃纖維布上的雜質例如是漿料、製程中的副產物或汙染物。在一些實施例中，藉由烘箱將玻璃纖維布加熱至200℃至400℃，使至少部分雜質裂解。在一些實施例中，部分雜質（例如無機物）無法藉由前述加熱製程移除，因而在加熱製程後仍殘留於玻璃纖維布上。

在步驟S4中，對玻璃纖維布執行表面改質製程，以獲得經表面改質的玻璃纖維布。表面改質製程包括以矽烷偶聯劑（Silane Coupling Agent）處理玻璃纖維布的表面。在一些實施例中，表面改質製程包括調製表面改質劑並提供表面改質劑於玻璃纖維布的表面。在一些實施例中，表面改質劑包括矽烷偶聯劑以及溶劑。在一些實施例中，表面改質劑中的溶劑包括水，其中水例如為純水、回收水或其組合。在一些實施例中，矽烷偶聯劑包括乙烯基矽烷、氨基矽烷、甲基丙烯醯氧基矽烷、縮水甘油醚氧丙基矽烷、氯基矽烷、氯丙基三乙氧基矽烷、脲丙基矽烷、硫氰基矽烷等。在一些實施例中，將玻璃纖維布浸於表面改質劑中，使表面改質劑與玻璃纖維布充分接觸。在一些實施例中，矽烷偶聯劑能提高玻璃纖維與樹脂的粘接強度。

在步驟S5中，以水（例如純水及/或回收水）清洗經表面改質的玻璃纖維布，並獲得經清洗的玻璃纖維布以及廢水。在一些實施例中，以大量的水沖洗玻璃纖維布，並收集沖洗玻璃纖維布時產生的廢水。在一些實施例中，廢水中包含矽烷偶聯劑及/或矽烷偶聯劑的衍生物。在一些實施例中，廢水中還包含界面活性劑及/或界面活性劑的衍生物。在一些實施例中，廢水呈酸性，且廢水的pH值為4.8至6.8。

請繼續參考圖1，在步驟S6中，在廢水中加入鹼性水溶性材料。在一些實施例中，鹼性水溶性材料包括乙醇胺、二乙醇胺、乙二胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣以及氫氧化鎂中的至少一者。在一些實施例中，基於廢水的重量，鹼性水溶性材料為10ppm至100ppm，較佳為20 ppm至80 ppm。在一些實施例中，在廢水中加入鹼性水溶性材料之後，廢水的pH值大於7.5且小於11，其中pH值較佳為8至10。

在步驟S7中，執行凝絮製程，以使廢水中出現凝絮物。在一些實施例中，凝絮製程包括使廢水的溫度維持於5℃至100℃（較佳為20℃至60℃）維持10分鐘至180分鐘（較佳為30分鐘至90分鐘）。在一些實施例中，在凝絮製程中可以靜置廢水或攪拌廢水。在一些實施例中，藉由將廢水的pH值調整為大於7.5，廢水中可以產生尺寸較大的凝絮物，藉此降低後續過濾製程的難度。若廢水的pH值於7.5，則廢水中產生的凝絮物的尺寸較小，使後續過濾製程的難度較高。

在步驟S8中，過濾廢水中的凝絮物，以獲得回收水。在一些實施例中，過濾廢水中的凝絮物的方法包括使廢水通過孔徑0.1µm至10µm的濾網，較佳為孔徑0.5µm至5µm的濾網。在一些實施例中，前述過濾製程可以去除廢水中90%以上的固態雜質，舉例來說，廢水中的雜質（例如凝絮物）的重量比例為1500ppm，而回收水中的雜質（例如凝絮物）的重量比例小於150ppm。在一些實施例中，在步驟S5時所使用的水有80%以上可以被回收再利用。

在一些實施例中，前述回收水可以再利用。舉例來說，利用部分回收水清洗其他經表面改質的玻璃纖維布（請參考步驟S5的相關描述），利用部分回收水調製表面改質劑（請參考步驟S4的相關描述），利用部分回收水調製漿料（請參考步驟S1的相關描述）。換句話說，回收水適用於清洗玻璃纖維布、作為表面改質劑的溶劑及/或作為漿料的溶劑。在一些實施例中，在將前述回收水再利用之前，以有機酸將回收水的pH值調整到6.5至7.0。前述有機酸例如為甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸以及草酸等。

實施例 1

取廢水1,000g，其中固體含量(SS)=700 ppm、濁度17 NTU、COD=900 ppm。於廢水中加入氫氧化鈉0.06g並於30℃攪拌30分鐘，使廢水的pH值為9.1，以進行凝絮製程。接著以孔徑為1µm的濾網過濾廢水中的凝絮物，以獲得回收水。回收水的固體含量(SS)=6 ppm、濁度1.7 NTU、COD=98ppm，品質大幅提升。

取處理後之900g回收水與100g乾淨新鮮的水，回用於圖1的步驟S1、S4與S5所述的製程。經確認，玻璃纖維布織品質與加工性維持。廢水回收率90%。

實施例 2

取廢水1,000g，其中固體含量(SS)=700 ppm、濁度17 NTU、COD=900 ppm。於廢水中加入氫氧化鉀0.06g並於30℃攪拌30分鐘，使廢水的pH值為8.3，以進行凝絮製程。接著以孔徑為1µm的濾網過濾廢水中的凝絮物，以獲得回收水。回收水的固體含量(SS)=9 ppm、濁度2.1 NTU、COD=104ppm，品質大幅提升。

實施例 3

取廢水1,000g，其中固體含量(SS)=700 ppm、濁度17 NTU、COD=900 ppm。於廢水中加入氫氧化鈉0.06g並於30℃攪拌30分鐘，使廢水的pH值為9.1，以進行凝絮製程。接著以孔徑為5µm的濾網過濾廢水中的凝絮物，以獲得回收水。回收水的固體含量(SS)=11 ppm、濁度2.9 NTU、COD=114ppm，品質大幅提升。

取處理後之850g回收水與150g乾淨新鮮的水，回用於圖1的步驟S1、S4與S5所述的製程。經確認，玻璃纖維布織品質與加工性維持。廢水回收率85%。

比較例 1

取廢水1,000g，其中固體含量(SS)=700 ppm、濁度17 NTU、COD=900 ppm。接著以孔徑為1µm的濾網過濾廢水中的凝絮物，以獲得回收水。回收水的固體含量(SS)=570 ppm、濁度14 NTU、COD=824ppm，品質無大幅提升。

取處理後之800G回收水與200g乾淨新鮮的水，回用於圖1的步驟S1、S4與S5所述的製程。經確認，玻璃纖維布織品質之電性與加工性無法維持。重新調整回收水與乾淨新鮮水之比例，以維持玻璃纖維布織品質之電性與加工性下。回收水需與大量乾淨新鮮的水混合使用，廢水回收率僅5%。

比較例 2

取廢水1,000g，其中固體含量(SS)=700 ppm、濁度17 NTU、COD=900 ppm。於廢水中加入氫氧化鈉0.007g並於30℃攪拌30分鐘，使廢水的pH值為7.2，以進行凝絮製程。接著以孔徑為1µm的濾網過濾廢水中的凝絮物，以獲得回收水。回收水的固體含量(SS)=421 ppm、濁度11 NTU、COD=798ppm，品質無大幅提升。

取處理後之800g水與200g新鮮的水，回用於圖1的步驟S1、S4與S5所述的製程。經確認，玻璃纖維布織品質之電性與加工性無法維持。重新調整回收水與乾淨新鮮水之比例。回收水需與大量乾淨新鮮的水混合使用，以維持玻璃纖維布織品質之電性與加工性下，廢水回收率僅11%。

比較例 3

取廢水1,000g，其中固體含量(SS)=700 ppm、濁度17 NTU、COD=900 ppm。於廢水中加入氫氧化鈉0.007g於30℃攪拌30分鐘，使廢水的pH值為7.2，以進行凝絮製程。接著以孔徑為20µm的濾網過濾廢水中的凝絮物，以獲得回收水。回收水的固體含量(SS)=440 ppm、濁度12 NTU、COD=803ppm，品質無大幅提升。

取處理後之800g水與200g新鮮的水，回用於。圖1的步驟S1、S4與S5所述的製程。經確認，玻璃纖維布織品質之電性與加工性無法維持。重新調整回收水與乾淨新鮮水之比例，以維持玻璃纖維布織品質之電性與加工性下。回收水需與大量乾淨新鮮的水混合使用，廢水回收率僅13%。

表1彙整了實施例1至實施例3以及比較例1至比較例3的實驗數據。表1

	實施例 1	實施例 2	實施例 3	比較例 1	比較例 2	比較例 3
鹼性水溶性材料	氫氧化鈉0.06g	氫氧化鉀0.06g	氫氧化鈉0.06g	-	氫氧化鈉0.007g	氫氧化鈉0.007g
pH 值	9.1	8.3	9.1	-	7.2	7.2
濾網孔徑	1µm	1µm	5µm	1µm	1µm	20µm
回收水固體含量	6 ppm	9 ppm	11 ppm	570 ppm	421 ppm	440 ppm
回收水濁度	1.7 NTU	2.1 NTU	2.9 NTU	14 NTU	11 NTU	12 NTU
回收水 COD	98ppm	104ppm	114ppm	824ppm	798ppm	803ppm

S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8:步驟

Claims

一種玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，包括：執行界面處理製程，包括以界面活性劑處理玻璃纖維，以獲得經界面處理的玻璃纖維；形成包含所述經界面處理的玻璃纖維的玻璃纖維布；對所述玻璃纖維布加熱，以使所述玻璃纖維布上的至少部分雜質裂解；執行表面改質製程，包括以矽烷偶聯劑處理所述玻璃纖維布的表面，以獲得經表面改質的玻璃纖維布；以水清洗所述經表面改質的玻璃纖維布，並獲得經清洗的玻璃纖維布以及廢水；在所述廢水中加入鹼性水溶性材料，其中在所述廢水中加入所述鹼性水溶性材料之後，所述廢水的pH值大於7.5且小於11；在所述廢水中加入所述鹼性水溶性材料之後執行凝絮製程，以使所述廢水中出現凝絮物；過濾所述廢水中的所述凝絮物，以獲得回收水；以及以至少部分所述回收水清洗其他經表面改質的玻璃纖維布。
如請求項1所述的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，其中所述界面處理製程包括：調製漿料，所述漿料包括所述界面活性劑、溶劑、大豆油以及澱粉，其中所述溶劑包括水；以及將所述玻璃纖維浸入所述漿料中，以獲得所述經界面處理的玻璃纖維。
如請求項2所述的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，其中所述回收水適用於作為所述漿料的所述溶劑。
如請求項1所述的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，其中所述表面改質製程包括：調製表面改質劑，所述表面改質劑包括所述矽烷偶聯劑以及溶劑；以及提供所述表面改質劑於所述玻璃纖維布的表面，以獲得所述經表面改質的玻璃纖維布。
如請求項4所述的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，其中所述回收水適用於作為所述表面改質劑的所述溶劑。
如請求項1所述的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，其中所述鹼性水溶性材料包括乙醇胺、二乙醇胺、乙二胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣以及氫氧化鎂中的至少一者。
如請求項1所述的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，其中基於所述廢水的重量，所述鹼性水溶性材料為10ppm至100ppm。
如請求項1所述的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，其中所述凝絮製程包括使所述廢水的溫度維持於5℃至100℃維持10分鐘至180分鐘。
如請求項1所述的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，其中過濾所述廢水中的所述凝絮物的方法包括：使所述廢水通過孔徑為0.1µm至10µm的濾網。
如請求項1所述的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，更包括以有機酸將所述回收水的pH值調整到6.5至7.0。
如請求項1所述的玻璃纖維布製程中的廢水回收方法，其中所述廢水的回收率為80%以上。