Зворотний осмос видаляє сіль. Він також видаляє все інше. Вода, яка виходить з мембрани зворотного осмосу, є хімічно агресивною — низьким pH, майже нульовою жорсткістю, майже нульовою лужністю та корозійним потенціалом, який призводить до вилуговування свинцю з паяних з'єднань та розчинення цементного покриття з розподільчих труб. У середземноморських прибережних системах Іспанії, де опріснена вода потрапляє з прибережних заводів через старіючі мережі до внутрішніх міст, цей корозійний потенціал не є теоретичним. Саме тому обслуговування труб у системах розподілу опрісненої води коштує дорожче, ніж у звичайних мережах водопостачання.
Інженерним рішенням є ремінералізація: введення розчиненого CO₂ у воду, що очищається, для зниження її pH, а потім пропускання її через вапняковий контактор, де CO₂ реагує з карбонатом кальцію, розчиняючи кальцій та бікарбонат у воді. Результатом є вода з контрольованою жорсткістю та лужністю — стабільним індексом насичення Ланжельє, який не спричиняє корозії та не утворює накип на стінках труб.
Швидкість дозування CO₂ контролює все. Занадто мало CO₂: недостатня кількість кальцію розчиняється з вапняку, вода залишається корозійною. Занадто багато CO₂: надлишок газу проходить контактор без змін, потрапляє в розподільчу систему та знижує pH води біля крана — порушення нормативних вимог згідно з іспанським Real Decreto 140/2003 (стандарти питної води, максимум 500 мг/л CO₂). Датчик розчиненого CO₂ — єдиний прилад, який вимірює фактичну дозу, що подається в процес, а не дозу, задану дозуючим насосом.
Датчик
Датчик розчиненого CO₂ від Honde використовує мембранний електрод типу Severinghaus. CO₂ дифундує з технологічної води через газопроникну мембрану у внутрішній буфер, де викликає зміну pH, яку електрод перетворює на показник концентрації. Вимірювання специфічне для розчиненого CO₂ — воно не реагує на бікарбонат, карбонат чи будь-які інші розчинені речовини.
| Специфікація | Значення |
|---|---|
| Принцип вимірювання | Мембранний електрод Северінгауса |
| Діапазон CO₂ | 0–2000 ppm (0–2 г/л) |
| Точність | ±3% від повного діапазону |
| Роздільна здатність | 0,01 ppm |
| Температурна компенсація | Автоматичний, 0–50°C |
| Вихід | RS485 Modbus-RTU / 4–20 мА |
| Бездротовий | GPRS / 4G / Wi-Fi / LoRa / LoRaWAN |
| Житло | Нержавіюча сталь 316L, IP68 |
Автоматична температурна компенсація є критично важливою характеристикою для опріснення в Іспанії в Середземномор'ї. Температура очищеної води коливається від 16°C взимку до 28°C влітку — коливання на 12°C призводить до похибки 12–15% у нескомпенсованому вимірюванні розчиненого CO₂. Іспанські норми щодо питної води вимагають вимірювання рівня CO₂ у точці розподілу, яка має температуру навколишнього середовища. Датчик, калібрований при 20°C, який показує літню очищену воду з температурою 28°C, завищує вміст CO₂ приблизно на 15% — достатньо, щоб спрацьовувати хибний сигнал тривоги на стандартній дозувальній установці. Температурна компенсація усуває цей сезонний дрейф.
Конфігурація процесу пост-обробки
На іспанській установці SWRO (очищення морською водою від зворотного осмосу) датчик розчиненого CO₂ встановлено у двох точках вимірювання:
Точка 1: Вихід дозування CO₂нижче за течією від колектора впорскування CO₂, вище за течією від контакторів вапняку. Датчик підтверджує фактичну концентрацію розчиненого CO₂ до того, як вода потрапляє у вапняковий шар. Продуктивність дозуючого насоса та фактично розчинений CO₂ розходяться, коли тиск подачі CO₂ коливається або зміщується рівноважний парціальний тиск води — події, які контролер дозуючого насоса не виявляє. Датчик виявляє їх негайно.
Точка 2: Роз'єм контактора / розподільчий колекторпісля контакторів з вапняком. Датчик вимірює залишковий розчинений CO₂ у готовій воді, підтверджуючи, що реакція з вапняком спожила CO₂ у межах нормативного діапазону. Це точка вимірювання відповідності.
| Точка вимірювання процесу | Функція датчика | Регуляторний поріг |
|---|---|---|
| Вихідний отвір для дозування CO₂ | Підтверджує фактичну дозу порівняно з рекомендованою дозою | Без прямого порогу; керує ПІД-регулюванням |
| Контактор/розподільна розетка | Вимірювання відповідності | < 500 мг/л CO₂ (Реальний Декрет 140/2003) |
Архітектура рішення
Рівень 1 — Інструментарій установкиОбидва датчики підключаються до мережі керування технологічними процесами заводу через RS485 Modbus-RTU. Реєстратор даних з екраном у диспетчерській заводу одночасно відображає обидві точки вимірювання — концентрацію CO₂ під час дозування та залишок готової води — з 30-денним графіком тенденцій. Оператор заводу щомісяця звіряє кожен датчик з еталоном ручного вимірювача: проба, проаналізована за допомогою портативного вимірювача CO₂, порівнюється з встановленими показниками.
Рівень 2 — ТрансмісіяДатчики станцій передають дані через модулі GPRS, 4G або WiFi до централізованої мережі SCADA водоканалу. Для супутникових станцій на Канарських островах та віддалених прибережних станцій в Альмерії та Мурсії, де виділене WAN-з'єднання обмежене, LoRaWAN передає дані до регіонального операційного центру водоканалу. Всі дані пакетуються у форматі MQTT Json, надаючи дані як локальному PID-контролеру станції, так і централізованій платформі моніторингу якості води водоканалу.
Рівень 3 — Хмара та контроль дозуванняХмарний сервер і програмне забезпечення об'єднують дані про розчинений CO₂ з усіх контрольованих опріснювальних установок, відображаючи дані в режимі реального часу та дані історії по всій очисній мережі комунального підприємства. Система реле сигналізації працює на порозі відповідності: коли рівень CO₂ на виході контактора перевищує 450 мг/л — на 50 мг/л нижче нормативного ліміту — реле сповіщає керівника зміни та позначає подію для щоквартального звіту про відповідність. Друге реле на датчику дозуючого виходу спрацьовує, коли CO₂ падає нижче мінімальної концентрації, що подається контактором, попереджаючи оператора про те, що недостатня кількість CO₂ досягає вапнякового пласта.
Польові результати: Середземноморський прибережний завод SWRO, Мурсія, Іспанія, 2026
Завод SWRO у Мурсії, що обслуговує 180 000 міських споживачів, встановив датчики розчиненого CO₂ від Honde в обох точках вимірювання у січні 2026 року, замінивши попередній режим ручного відбору проб CO₂ двічі за зміну.
- • Апаратне забезпечення:2 датчики розчиненого CO₂ на кожну лінію очищення (4 лінії = 8 датчиків загалом), RS485 до ПЛК заводу, 4G до SCADA комунального підприємства.
- • Місцеві:Реєстратор даних з екраном у диспетчерській; щомісячна перевірка ручного лічильника.
- • Хмара:MQTT Json до централізованої платформи якості комунального підприємства.
- • Сигналізація:Реле високого рівня CO₂ 450 мг/л; реле мінімального дозування на виході для кожної черги.
| Метрика | Базовий рівень вибірки (2025) | Вбудований датчик CO₂ (2026) |
|---|---|---|
| Перевищення рівня CO₂ у готовій воді (>500 мг/л) | 7 | 0 |
| Невиявлені збої дозувального насоса >2 годин | 9 | 0 |
| Відхилення pH на вході розподільчого пристрою | 23 | 4 |
| Вартість хімікатів для дозування CO₂ (індексована) | 100% | 87% |
| Ручні лабораторні аналізи CO₂ на місяць | 720 | 72 (лише для перевірки) |
- 7 перевищень CO₂ у готовій воді, зареєстрованих у 2025 році — кожне з яких є нормативною подією, що вимагає повідомлення Міністерства охорони здоров'я Іспанії — знизилися до нуля за перші сім місяців роботи приладів. Система реле сигналізації виявила три початкові перевищення порогового значення 450 мг/л та попередила керівника зміни, який скоригував швидкість дозування CO₂ до того, як це вплинуло на точку готової води.
- 9 несправностей дозувальних насосів у 2025 році залишалися непоміченими понад 2 години, перш ніж їх було виявлено шляхом відбору проб, оскільки керуючий сигнал насоса показував «працює», тоді як заклинений клапан перешкоджав подачі CO₂. Вбудований датчик на дозуючому виході виявляв кожну еквівалентну подію в сезоні 2026 року протягом 2 хвилин після початку несправності, кожна з яких викликала негайне спрацьовування релейного сигналу тривоги.
- Вартість дозування CO₂ знизилася на 13% — вбудований контур зворотного зв'язку дозволив заводу зменшити уставку дозування з 280 мг/л до 240 мг/л на дозуючому виході, усунувши запас міцності, який компенсував невизначеність двозмінного відбору проб.
- Ручні аналізи CO₂ скорочені з 720 до 72 на місяць — вбудовані датчики здійснюють постійний моніторинг відповідності; щомісячні проби забезпечують журнал аудиту перевірки.
Зверніться до Honde Technology для моніторингу очищення води
Honde Technology – це німецький виробник, сертифікований TUV та Alibaba. Ми постачаємо обладнання для вимірювання розчиненого CO₂, мембранну технологію Severinghaus та телеметричні системи керування процесами, необхідні для водоочисних споруд, що працюють в рамках нормативних обмежень щодо CO₂.
Щоб отримати додаткову інформацію про датчики та індивідуальні рішення для Інтернету речей, зверніться до Honde Technology Co., LTD.
- WhatsApp: +86-15210548582
- Електронна пошта: info@hondetech.com
- Вебсайт компанії: www.hondetechco.com
Карта попиту на розвинених ринках опріснення та очищення води
Датчик розчиненого CO₂ для контролю ремінералізації – це специфікація, спільна для кожної країни, яка використовує опріснення SWRO у муніципальному масштабі. Ізраїльські заводи Sorek та Hadera — найбільші у світі заводи SWRO — здійснюють безперервний моніторинг розчиненого CO₂ на своїх вапнякових контакторах. Австралійські заводи з опріснення морської води в Перті (SWDP) та завод у Курнеллі в Сіднеї визначають вбудовані датчики CO₂ як частину контрольно-вимірювальних приладів для дотримання нормативних вимог. Португальська мережа опріснення в Алгарве, розширена після посухи 2022–2025 років, вимагає моніторингу CO₂ на кожному виході контактора. Кіпр та Мальта, де опріснення забезпечує понад 50% постачання питної води, використовують датчики розчиненого CO₂ як основні прилади для дотримання нормативних вимог для своїх розподільчих мереж. Кожен завод має однакову вимогу до датчиків: мембранний електрод Severinghaus, автоматична температурна компенсація та вихід RS485/MQTT — специфікація, яка замикає цикл дозування та контролю, який неможливо реалізувати за допомогою ручного відбору проб.
Час публікації: 25 серпня 2026 р.