สารกรองแมงกานิส(Manganese Green Sand)

สารกรองแมงกานิสกรีนแซนManganese greensand
คือสารกรองชนิดพิเศษที่มีแก้วโคนา (glauconite greensand) เคลือบด้วยแมงกานิสไดออกไซด์ ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันเพื่อลดสารละลายเหล็ก แมงกานิส ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ ตลอดจนสารหนูและเรเดียมในน้ำระบบกรองนี้อาศัยกลไกรีดักชัน–ออกซิเดชัน (oxidation–reduction) โดยจะเปลี่ยนเหล็กเฟอรัส (Fe²⁺) ให้เป็นเหล็กเฟอริก (Fe³⁺) ที่ไม่ละลายน้ำ ก่อนจะดักจับไว้ในชั้นสื่อกรอง . เพื่อให้สมรรถนะของสื่อคืนสู่สภาพเดิม จำเป็นต้องทำการรีเจนเนอเรตด้วยสารโพแทสเซียมเพอร์แมงกาเนต (KMnO₄) ในอัตรา 1.5–2 ออนซ์ต่อลูกบาศก์ฟุตสื่อกรอง แม้จะมีประสิทธิภาพสูงและได้รับการรับรองมาตรฐาน NSF แต่ก็ต้องควบคุมค่า pH การย้อนล้าง (backwash) และการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ เพื่อป้องกันการอุดตัน การช่องเดินไหล (channeling) และการเสื่อมสภาพของสื่อกรอง 

1. องค์ประกอบและคุณสมบัติ

• แก้วโคนา (Glauconite Greensand): ธรรมชาติในรูปแบบทรายสีเขียว มีความพรุนสูง รองรับการเคลือบด้วยแมงกานิสไดออกไซด์ 

• การเคลือบด้วยแมงกานิสไดออกไซด์ (MnO₂): ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน (catalyst) ในการเปลี่ยน Fe²⁺ และ Mn²⁺ ให้กลายเป็นตะกอนของ Fe(OH)₃ และ MnO₂ ก่อนกรองออก 

• ขนาดเม็ด: ปกติ 0.5–1.0 มม. (8–16 mesh) เพื่อให้ได้พื้นที่ผิวสูงและอัตราการไหลที่เหมาะสม 

• ความหนาแน่น: ค่อนข้างสูง จึงต้องใช้ปริมาตรและอัตราไหลย้อนสูงเพื่อขจัดตะกอน 

2. กลไกการกรอง

1. ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน: แมงกานิสไดออกไซด์บนผิวสื่อกรองทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาเมื่อตกผลึกสารละลายเหล็กและแมงกานิส 

2. การตกตะกอน: สารเหล็กและแมงกานิสที่ถูกออกซิไดซ์จะก่อตัวเป็นตะกอนแขวนลอย ถูกดักจับในช่องว่างของสื่อกรอง 

3. การย้อนล้าง (Backwash): ช่วยขจัดตะกอนที่สะสมในชั้นสื่อกรอง พร้อมเตรียมสื่อสำหรับรอบการกรองต่อไป 

3. การรีเจนเนอเรตและการบำรุงรักษา

• สารรีเจนเนอเรต: ใช้สาร KMnO₄ ความเข้มข้น 2–3% แช่สื่อกรอง 1–2 ชั่วโมงก่อนใส่ลงถังกรอง 

• อัตราใช้: 1–2 ออนซ์ (28–56 กรัม) ต่อลูกบาศก์ฟุตสื่อกรอง ต่อการรีเจนเนอเรตหนึ่งครั้ง 

• ความถี่: ขึ้นกับปริมาณสารเหล็ก แมงกานิส และก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ในน้ำ ไม่น้อยกว่าเดือนละครั้งหรือเมื่อตรวจพบประสิทธิภาพลดลง

4. การใช้งานและการประยุกต์

4.1 ระบบขนาดครัวเรือน

• ติดตั้งในถังกรองแรงดัน (pressure filter) ร่วมกับการป้อนคลอรีนหรือ KMnO₄ ต่อเนื่อง เพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน 

• เหมาะกับบ่อน้ำบาดาล (well water) ที่มี Fe > 0.3 ppm หรือ Mn > 0.05 ppm 

4.2 ระบบอุตสาหกรรมและเทศบาล

• ใช้ในกรองแนวนอน (horizontal pressure filter) และกรองแนวตั้ง (vertical pressure filter) เพื่อขจัดสารแขวนลอยและกลิ่นเหม็นจากก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ 

• ปรับสเกลโดยใช้ถังกรองพร้อมระบบควบคุมอัตโนมัติ Fleck 2510SXT สำหรับกำจัด Fe, Mn, H₂S ในกระบวนการผลิตน้ำอุตสาหกรรม

5. ข้อดีและข้อจำกัด

ข้อดี

• หลายฟังก์ชัน: กำจัด Fe, Mn, H₂S, As, Ra ได้ในหนึ่งระบบ ต้นทุนต่ำ: สื่อกรองราคาประหยัด และวัสดุหาง่าย 

• มาตรฐาน NSF: มีรุ่นที่ได้รับการรับรอง ANSI/NSF 61

ข้อจำกัด

• ต้องรีเจนเนอเรต: ใช้สารเคมี KMnO₄ และต้องย้อนล้างบ่อย 

• ควบคุม pH: ต้องให้ค่า pH 6.2–8.3 เพื่อให้ปฏิกิริยาทำงานเต็มที่ 

• อัตราการไหลต่ำ: ต้องการอัตราย้อนล้างสูง ทำให้ใช้พลังงานปั๊มมากขึ้น 

6. ตัวเลือกสื่อกรองทางเลือก

• GreensandPlus™: เคลือบ MnO₂ บนทรายซิลิกา ทนแรงดันและอุณหภูมิสูงกว่า 

• Filox® / Katalox Light®: ไม่ต้องใช้เคมีรีเจนเนอเรต รองรับระดับ Fe/Mn สูงกว่า 

• Birm®: ไม่เคลือบสาร MnO₂ แต่ใช้คลอรีนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

7. ข้อควรพิจารณาในการติดตั้ง

• ความลึกของเตียงสารกรอง: 24–30 นิ้ว เพื่อการสัมผัสและประสิทธิภาพสูงสุด 

• อัตราย้อนล้าง: 10–15 GPM/ตารางฟุต เพื่อขจัดตะกอนอย่างมีประสิทธิภาพ 

• การให้ออกซิไดเซอร์: ป้อนคลอรีนหรือ KMnO₄ ต่อเนื่อง เพื่อรักษาสภาพการทำงาน

ด้วยองค์ความรู้และขั้นตอนดังกล่าว ข้อมูลนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจวิธีการเลือก ติดตั้ง และดูแลสารกรองแมงกานิส (Manganese Greensand) ได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพสูงสุดในระบบกรองน้ำของคุณ