สารกรองแมงกานิส (Manganese filter media)

สารกรองแมงกานิส (Manganese filter media)
เป็นสื่อกรองที่ออกแบบมาเพื่อกำจัดแมงกานิส (Mn) ร่วมกับธาตุอื่นๆ เช่น เหล็ก (Fe) และกำมะถัน (H₂S) ออกจากน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยอาศัยกระบวนการออกซิเดชันและการกรองตะกอน ประเภทหลักได้แก่ Manganese Greensand (GreensandPlus), Pyrolox, Pro-OX และ Catalyst media เช่น Birm หรือ Filox แต่ละชนิดมีจุดเด่นและข้อจำกัดต่างกัน ทั้งในแง่ความต้องการสารเคมีช่วยออกซิไดซ์ อัตราการไหล เวลาในการติดต่อ (contact time) และความถี่ในการฟื้นฟู (regeneration) ผู้ใช้งานจึงควรพิจารณาคุณสมบัติของน้ำต้นทาง ต้นทุนการติดตั้ง และการบำรุงรักษาเป็นหลัก

หลักการทำงานของสารกรองแมงกานิส

สารกรองแมงกานิสทำงานโดยการออกซิไดซ์ Mn²⁺ ให้เป็นตะกอน MnO₂ ที่จับอยู่บนเม็ดกรอง จากนั้นก็กรองตะกอนให้แยกออกจากน้ำ กระบวนการนี้อาจใช้ออกซิไดซ์ในตัว (self-oxidizing media) หรือใช้ออกซิไดซ์เสริม เช่น อากาศ คลอรีน หรือน้ำยากำมะถันเข้าช่วย 

ประเภทของสารกรองแมงกานิส

1. Manganese Greensand (GreensandPlus)

• สื่อกรองเบสกลูโคนิต (glauconite greensand) เคลือบด้วย MnO₂ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน

• กำจัด Fe, Mn, H₂S, As, Ra ได้ดี โดยไม่ต้องเติมสารเคมี (หาก regenerant ไม่หมด)

• เมื่อความสามารถออกซิไดซ์หมด ต้องฟื้นฟูด้วยสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO₄) ประมาณ 1.5–2 ออนซ์ต่อลูกบาศก์ฟุต

• ตัวอย่างเชิงการตลาด: GreensandPlus มีการเคลมว่าให้ประสิทธิภาพสูง เหมาะทั้งบ้านและเชิงพาณิชย์ 

2. Pyrolox (Manganese Dioxide Ore)

• เม็ดกรองจากแร่แมงกานีสไดออกไซด์ธรรมชาติ มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 75 ปี

• ออกซิไดซ์ Fe, Mn, H₂S, As โดยไม่ต้องเติมออกซิไดซ์เสริม แต่ต้องมีเวลาในการติดต่อ (contact time) เพียงพอเหมาะกับระบบที่มีอัตราการไหลต่ำเล็กน้อย เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเต็มที่ 

3. Pro-OX (High-Purity Manganese Dioxide)

• เม็ดกรองจากแมงกานีสไดออกไซด์บริสุทธิ์ ชนิดแข็ง ไม่ใช่การเคลือบ

• มีอัตราการไหลและเวลาในการตอบสนอง (reaction time) เร็วกว่า Greensand และ Pyrolox 

• ไม่ต้อง regenerant เต็มรูปแบบ แต่ควร backwash เป็นระยะ 

4. Catalyst Media (Birm, Filox, Iron Rival Light)

• ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยต้องใช้ออกซิไดซ์เสริม เช่น อากาศหรือคลอรีน

• ต้นทุนเม็ดกรองต่ำ แต่ต้องควบคุม pH ให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสม (ประมาณ 6.8–9.0) 

การฟื้นฟู (Regeneration)

1. ด้วยโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO₄) – สำหรับ Greensand และสื่อเคลือบ MnO₂ 

2. ไม่มีการฟื้นฟู – สำหรับ Pro-OX และ Pyrolox ซึ่งใช้เม็ดกรองธรรมชาติที่ไม่ต้อง regenerant แต่ควร backwash อย่างสม่ำเสมอ 

การเลือกใช้สารกรอง

• ความเข้มข้นของ Mn และ Fe: ถ้า Mn สูง (>1 mg/L) แนะนำ Pro-OX หรือ Pyrolox สำหรับประสิทธิภาพสูง

• อัตราการไหล: ระบบที่ต้องการแรงดันสูง ใช้ Pro-OX, สำหรับ flow ช้าใช้ Pyrolox

• ค่า pH: Catalyst media ต้อง pH ควบคุม 6.8–9.0

• ต้นทุนและการบำรุงรักษา: GreensandPlus มีต้นทุน regenerant แต่เม็ดถูกกว่า Pro-OX ในระยะยาว 

ข้อดี–ข้อเสีย

การบำรุงรักษา

• Backwash: ทุก 1–2 สัปดาห์ ขึ้นกับปริมาณตะกอน 

• ตรวจวัดค่า pH และออกซิเจนละลายน้ำ (DO): เพื่อประสิทธิภาพการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยา 

• วิเคราะห์ Mn และ Fe: ทุกเดือน เพื่อวางแผน regenerant และเปลี่ยน media ใหม่ถ้าประสิทธิภาพตกลง