สารกรองแมงกานิส (Manganese Filter Media)
เป็นวัสดุกรองที่ใช้ในงานบำบัดน้ำเพื่อกำจัดธาตุเหล็ก (Fe) แมงกานิส (Mn) และสารละลายอื่นๆ โดยอาศัยหลักการออกซิเดชัน–ตกตะกอน และการกรองเชิงกล สารกรองเหล่านี้มีหลายรูปแบบ เช่น แมงกานิสออกไซด์เคลือบ (Greensand), Birm, Filox®, Pyrolox®, Pro-OX® และทรายแมงกานิส (Manganese Sand) แต่ละชนิดมีคุณสมบัติและวิธีใช้งานที่แตกต่างกัน การเลือกใช้งานจำเป็นต้องพิจารณาคุณลักษณะน้ำ เช่น pH ความเข้มข้นของธาตุ การไหลของน้ำ และความต้องการการบำรุงรักษา โดยสรุปสารกรองแมงกานิสช่วยให้ได้คุณภาพน้ำที่ดีขึ้น ลดคราบตะกอน ลดกลิ่น สี และปัญหาสุขภาพที่เกิดจากโลหะหนักได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สารกรองแมงกานิสคืออะไร?

สารกรองแมงกานิสส่วนใหญ่เป็นเม็ดวัสดุกรองที่มีส่วนประกอบหลักคือ MnO₂ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน (catalyst) ช่วยเปลี่ยนธาตุเหล็กและแมงกานิสในรูปละลายน้ำให้กลายเป็นตะกอนที่สามารถกรองออกได้ด้วยการล้างย้อน (backwash)  สารกรองเหล่านี้มักใช้กับน้ำบาดาล น้ำประปา หรือหน้างานอุตสาหกรรมเพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำให้ผ่านมาตรฐานการบริโภคและใช้งานทั่วไป 

กลไกการทำงานและปฏิกิริยา

1. การออกซิเดชัน (Oxidation): ธาตุเหล็ก (Fe²⁺) และแมงกานิส (Mn²⁺) ในน้ำจะถูกออกซิไดซ์ให้กลายเป็น Fe³⁺, Mn⁴⁺ จนตกตะกอนเป็นไฮดรอกไซด์หรือออกไซด์ เช่น Fe(OH)₃, MnO₂ 

2. การตกตะกอน (Precipitation): ตะกอนที่เกิดขึ้นจะเกาะเป็นอนุภาคขนาดใหญ่และเปลี่ยนสภาพเป็นของแข็ง

3. การกรองเชิงกล (Mechanical Filtration): น้ำที่มีตะกอนจะผ่านเม็ดกรองที่กักตะกอนไว้ เม็ดกรองจะเก็บกักอนุภาคเหล่านี้ไว้จนถึงรอบการล้างย้อนเพื่อฟื้นฟูสมรรถนะ

ประเภทของสารกรองแมงกานิส

1. Greensand (Manganese Greensand)

• เป็นแมงกานิสออกไซด์เคลือบบนแกลูโคนิต (glauconite)

• ต้องการการเติมและการสร้างใหม่ด้วยโพแทสเซียมเพอร์แมงกาเนต (KMnO₄) อย่างสม่ำเสมอ (Pot-Perm regeneration) 

• เหมาะกับ pH 6.2–8.5, ความเร็วสายบริการ 3–5 GPM/ft²

2. Birm

• เป็นวัสดุกรองที่ไม่ต้องใช้สารเคมีเติม แต่ต้องการค่าพีเอชตั้งต้น ≥ 6.8

• ทำงานโดยการเร่งการออกซิเดชันและตกตะกอนก่อนเข้าสู่การกรองเชิงกล 

3. Filox® และ Pro-OX®

• สารกรองชนิดแข็ง (solid form) สูงบริสุทธิ์ ทนทาน อายุการใช้งานยาวนานกว่า greensand

• ปฏิกิริยาการกรองคล้ายกัน แต่ประสิทธิภาพสูงกว่าและไม่ต้องการการเคลือบใหม่บ่อยครั้ง 

4. Pyrolox®

• ผลิตภัณฑ์จาก Vibrantz มี MnO₂ สูงสุดในบรรดาสารกรองแมงกานิส (สูงกว่าแมงกานิสธรรมชาติ)

• ให้สมรรถนะออกซิเดชันสูง เหมาะกับน้ำที่มีระดับธาตุเหล็กและแมงกานิสสูง 

5. Manganese Sand (ทรายแมงกานิส)

• มีเนื้อ MnO₂ ≥ 35% จึงสามารถกำจัด Fe, Mn ได้ดี

• นิยมติดตั้งในระบบบำบัดน้ำดิบก่อนเข้าสู่ระบบหลัก 

การติดตั้งและบำรุงรักษา

• การติดตั้ง: ต้องติดตั้งถังกรองพร้อมวาล์วควบคุมสำหรับการล้างย้อน และอาจต้องติดตั้งระบบเติมอากาศ (aeration) หรือสารเคมีออกซิเดอร์ก่อนหน้า 

• การล้างย้อน (Backwash): ควรกำหนดรอบและอัตราการไหลตามคำแนะนำของผู้ผลิต (เช่น 10–12 GPM/ft² สำหรับ greensand) เพื่อป้องกันการอุดตันและฟื้นฟูสมรรถนะ 

• การเติมสารเคมีเสริม: สำหรับสื่อที่ต้อง regeneration (greensand) ให้ใช้อัตราส่วน 1.5–2 oz KMnO₄ ต่อ ft³ ทุกครั้งที่ล้างเพื่อคืนความสามารถออกซิเดชัน 

ข้อดีและข้อจำกัด

• ข้อดี:

  • กำจัด Fe, Mn, และ H₂S ได้พร้อมกัน ลดกลิ่น สี ตะกอน 

  • สารกรองบางชนิดไม่ต้องเติมเคมี (Birm, Filox, Pro-OX)

• ข้อจำกัด:

  • บางชนิดต้องการการเติมหรือ regeneration ด้วยสารเคมี (greensand)

  • ความไวต่อพีเอชและอัตราการไหล หากไม่เหมาะสมจะลดประสิทธิภาพ 

การเลือกใช้สารกรองที่เหมาะสม

1. พิจารณาคุณภาพน้ำต้นทาง: ตรวจวัด pH, ความเข้มข้น Fe/Mn, H₂S และสารอื่นๆ

2. เลือกสื่อกรองให้เหมาะสม:

   • ถ้าไม่ต้องการสารเคมีเติม เลือก Birm, Filox, Pro-OX 

   • ถ้างบจำกัดและยินดีดูแล regeneration เลือก Greensand หรือ Manganese Sand 

3. วางแผนการบำรุงรักษา: กำหนดรอบ backwash และการตรวจเช็คสมรรถนะสื่อกรอง

สรุป

สารกรองแมงกานิสเป็นเทคโนโลยีสำคัญในงานบำบัดน้ำเพื่อกำจัดธาตุเหล็ก แมงกานิส และสารกลิ่นไม่พึงประสงค์ต่างๆ โดยมีตัวเลือกสื่อกรองหลากหลายชนิด ทั้งที่ต้องเติมเคมีและไม่ต้องเติมเคมี การเลือกใช้ควรพิจารณาคุณภาพน้ำต้นทาง งบประมาณ ความสะดวกในการบำรุงรักษา และข้อกำหนดด้านมาตรฐานน้ำดื่ม เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดและต้นทุนการดำเนินงานต่ำที่สุด