Iron & Manganese Removal System

ระบบกำจัดเหล็กและแมงกานีสในน้ำบาดาล

วัตถุประสงค์ของระบบ

น้ำบาดาลในประเทศไทยมักมีปัญหาเหล็ก (Fe²⁺) และแมงกานีส (Mn²⁺) ที่ละลายในน้ำ ซึ่งเมื่อสัมผัสอากาศจะเกิดการออกซิเดชัน (Oxidation) เป็น Fe³⁺ / Mn⁴⁺ กลายเป็นตะกอนสนิม ทำให้น้ำ

• มีสีเหลือง–น้ำตาล

• มีกลิ่นโลหะหรือกลิ่นไข่เน่า

• ก่อการอุดตันในท่อหรือเครื่องกรอง

• เป็นอันตรายต่ออุปกรณ์และระบบ RO/DI

ระบบกำจัดเหล็กและแมงกานีส (Iron & Manganese Removal) จึงเป็นหน่วยกรองสำคัญใน ขั้นตอน Pre-treatment ก่อนเข้าสู่กระบวนการผลิตน้ำบริสุทธิ์

หลักการทำงาน

กระบวนการหลักมี 2 ขั้นตอน

(1) การออกซิเดชัน (Oxidation)

เปลี่ยน Fe²⁺ / Mn²⁺ ซึ่งละลายน้ำได้ ให้กลายเป็น Fe³⁺ / Mn⁴⁺ ที่ตกตะกอนได้
วิธีออกซิไดซ์มีหลายแบบ เช่น

ตัวอย่างสมการเคมี:

ตะกอน Fe(OH)₃ จะตกและสามารถกรองออกได้ง่าย

(2) การกรอง (Filtration)

กรองตะกอนสนิมเหล็กและแมงกานีสที่เกิดขึ้น โดยใช้สารกรองชนิดเร่งปฏิกิริยา (Catalytic media)

การออกแบบระบบ (Design Criteria)

ขั้นตอนกระบวนการ (Typical Process Flow)

การฟื้นสภาพสารกรอง (Regeneration)

สำหรับสารกรองที่ต้องการ KMnO₄ (เช่น Manganese Greensand, Manganese Zeolite)

สูตรทั่วไป:

• ใช้สารละลาย KMnO₄ ความเข้มข้น 1–3%

• ปริมาณ 2–4 g KMnO₄ ต่อ L ของสื่อกรอง

• แช่หรือเดินสารละลายผ่านขึ้นทาง backwash 15–30 นาที

• ล้างน้ำทิ้งจนสีชมพูจางหมดก่อนนำกลับใช้งาน

ข้อควรระวัง:

• อย่าปล่อยสาร KMnO₄ เข้าสู่ระบบ RO หรือ Carbon Filter

• ห้ามใช้คลอรีนร่วมกับ Birm เพราะจะทำให้สารกรองเสื่อมสภาพ

การบำรุงรักษาและ Troubleshooting

การตรวจสอบและควบคุมคุณภาพ

• ตรวจค่า Fe, Mn ที่ขาออกอย่างน้อยเดือนละครั้ง

• ตรวจค่า pH, DO, และ Residual oxidant ก่อนเข้าสู่ถังกรอง

• วัดความดันตกคร่อม (ΔP) เพื่อประเมินรอบ Backwash

• ตรวจสอบการขยายตัวของสารกรองระหว่าง Backwash (ควรขยายตัว 40–50%)

• บันทึกชั่วโมงการใช้งานและรอบฟื้นสภาพทุกเดือน

อายุการใช้งานและการเปลี่ยนสื่อกรอง

ตัวอย่างการคำนวณขนาดถังกรอง (Example Calculation)

เงื่อนไข:

• Flow = 10 m3/h

• Filtration rate = 10 m/h

• ต้องการเวลาออกซิเดชัน = 5 นาที

1. พื้นที่กรองที่ต้องการ

2. เส้นผ่านศูนย์กลางถังกรอง (D)

3. ความลึกของสื่อกรอง

4. ปริมาตรถังออกซิเดชัน

เลือกถังประมาณ 1.0 m3 เพื่อเผื่อ head space

สรุปแนวทางออกแบบระบบ

• ถ้าน้ำมี Fe > 5 mg/L หรือ Mn > 1 mg/L ควรมี ถัง Aeration / Contact tank

• เลือกสารกรองตามชนิดของน้ำและความสะดวกในการบำรุงรักษา

• จัดให้มีระบบ Backwash อัตโนมัติ หรือ Semi-auto เพื่อความสม่ำเสมอ

• ติดตั้ง sampling point ก่อนและหลังกรอง เพื่อทดสอบ Fe, Mn

• หากมีระบบ RO ต่อท้าย ต้องแน่ใจว่า Fe, Mn หลังกรอง < 0.05 mg/L