Обратный осмос удаляет соль. Он также удаляет все остальное. Вода, выходящая из мембраны обратного осмоса, химически агрессивна — низкий pH, почти нулевая жесткость, почти нулевая щелочность и потенциал коррозии, который может выщелачивать свинец из паяных соединений и растворять цементные покрытия распределительных труб. В прибрежных системах Испании, расположенных в Средиземном море, где опресненная вода поступает из прибрежных водоочистных сооружений через стареющие сети в города, расположенные вдали от побережья, этот потенциал коррозии не является теоретическим. Именно поэтому поломки труб в системах распределения опресненной воды обходятся дороже в обслуживании, чем в обычных сетях водоснабжения.
Решение проблемы заключается в реминерализации: в очищенную воду вводят растворенный CO₂ для снижения ее pH, а затем пропускают ее через известняковый контактный аппарат, где CO₂ реагирует с карбонатом кальция, растворяя кальций и бикарбонат в воде. В результате получается вода с контролируемой жесткостью и щелочностью — стабильный индекс насыщенности Ланжелье, которая не вызывает коррозии или образования накипи на стенках труб.
Скорость дозирования CO₂ контролирует всё. Слишком мало CO₂: недостаточное количество кальция растворяется в известняке, вода остаётся коррозионно-активной. Слишком много CO₂: избыток газа проходит через контактор в неизмененном виде, попадает в систему распределения и снижает pH воды в кране — это нарушение норм, установленных испанским Королевским указом 140/2003 (стандарты питьевой воды, максимальное содержание CO₂ 500 мг/л). Датчик растворенного CO₂ — единственный прибор, измеряющий фактическую дозу, подаваемую в процесс, а не дозу, заданную дозирующим насосом.
Датчик
Датчик растворенного CO₂ компании Honde использует мембранный электрод типа Северингауза. CO₂ диффундирует из технологической воды через газопроницаемую мембрану во внутренний буфер, где вызывает изменение pH, которое электрод преобразует в показание концентрации. Измерение специфично для растворенного CO₂ — оно не реагирует на бикарбонат, карбонат или любые другие растворенные вещества.
| Спецификация | Ценить |
|---|---|
| Принцип измерения | мембранный электрод Северингауза |
| диапазон CO₂ | 0–2000 ppm (0–2 г/л) |
| Точность | ±3% FS |
| Разрешение | 0,01 ppm |
| Температурная компенсация | Автоматический режим, 0–50°C |
| Выход | RS485 Modbus-RTU / 4–20 мА |
| Беспроводной | GPRS / 4G / WiFi / LoRa / LoRaWAN |
| Жилье | Нержавеющая сталь 316L, степень защиты IP68. |
Автоматическая температурная компенсация является критически важной характеристикой для испанских установок опреснения средиземноморской воды. Температура очищенной воды колеблется от 16°C зимой до 28°C летом — колебание на 12°C приводит к погрешности в 12–15% при измерении растворенного CO₂ без компенсации. Испанские правила водоснабжения требуют измерения уровня CO₂ в точке распределения, то есть при температуре окружающей среды. Датчик, откалиброванный при 20°C и показывающий уровень CO₂ в очищенной воде летом (28°C), завышает содержание CO₂ примерно на 15% — этого достаточно, чтобы вызвать ложное срабатывание сигнализации о высоком содержании CO₂ на стандартной дозирующей установке. Температурная компенсация устраняет этот сезонный дрейф.
Конфигурация процесса постобработки
На испанской установке обратного осмоса морской воды датчик растворенного CO₂ установлен в двух точках измерения:
Точка 1: Выход для дозирования CO₂Датчик расположен ниже по потоку от коллектора впрыска CO₂ и выше контактных устройств известняка. Он подтверждает фактическую концентрацию растворенного CO₂ до того, как вода попадет в известняковый слой. Выходная мощность дозирующего насоса и фактическая концентрация растворенного CO₂ расходятся при колебаниях давления подачи CO₂ или смещении равновесия парциального давления воды — события, которые контроллер дозирующего насоса не обнаруживает. Датчик обнаруживает их немедленно.
Пункт 2: Выход контактора / распределительный щитПосле известковых контакторов датчик измеряет остаточное содержание растворенного CO₂ в очищенной воде, подтверждая, что реакция с известняком потребила CO₂ в пределах допустимого диапазона. Это точка измерения соответствия требованиям.
| Точка измерения процесса | Функция датчика | Регуляторный порог |
|---|---|---|
| выходное отверстие дозирования CO₂ | Подтверждает фактическую дозу по сравнению с назначенной дозой. | Отсутствует прямой пороговый уровень; используется ПИД-регулирование. |
| Контактор/распределительная точка | Измерение соответствия | < 500 мг/л CO₂ (Реальный декрет 140/2003) |
Архитектура решения
Первый уровень — контрольно-измерительное оборудование для предприятийОба датчика подключаются к сети управления технологическим процессом предприятия через RS485 Modbus-RTU. Регистратор данных с экраном в диспетчерской одновременно отображает обе точки измерения — концентрацию CO₂ в дозируемой смеси и остаточное содержание CO₂ в очищенной воде — с построением графика тренда за 30 дней. Оператор предприятия ежемесячно проверяет показания каждого датчика, сверяя их с эталонными данными ручного измерителя: анализ пробы CO₂ с помощью портативного измерителя и сравнение с показаниями установленного прибора.
Уровень 2 — ПередачаДатчики на водоочистных сооружениях передают данные через модули GPRS, 4G или WiFi в централизованную SCADA-сеть водоснабжающей компании. Для вспомогательных водоочистных сооружений на Канарских островах и удаленных прибрежных станций в Альмерии и Мурсии, где выделенное WAN-соединение ограничено, LoRaWAN передает данные в региональный операционный центр водоснабжающей компании. Все данные упаковываются в формат MQTT JSON и передаются как локальному ПИД-регулятору водоочистной станции, так и централизованной платформе мониторинга качества воды водоснабжающей компании.
Уровень 3 — Облачные технологии и контроль дозированияОблачный сервер и программное обеспечение объединяют данные о растворенном CO₂ со всех контролируемых опреснительных установок, отображая данные в режиме реального времени и исторические данные по всей сети очистки сточных вод предприятия. Система релейной сигнализации срабатывает по пороговому значению соответствия: когда концентрация CO₂ на выходе из контактора превышает 450 мг/л — на 50 мг/л ниже нормативного предела — реле оповещает дежурного и отмечает событие для ежеквартального отчета о соответствии. Второе реле на датчике на выходе дозатора срабатывает, когда концентрация CO₂ падает ниже минимальной концентрации на входе в контактор, оповещая оператора о недостаточном поступлении CO₂ в известняковый слой.
Результаты полевых исследований: Средиземноморская прибрежная установка обратного осмоса морской воды, Мурсия, Испания, 2026 год.
На заводе по опреснению морской воды методом обратного осмоса в Мурсии, обслуживающем 180 000 городских потребителей, в январе 2026 года были установлены датчики растворенного CO₂ компании Honde в обеих точках измерения, заменив прежний режим ручного отбора проб CO₂ дважды за смену.
- • Аппаратное обеспечение:По 2 датчика растворенного CO₂ на каждую линию очистки (4 линии = всего 8 датчиков), RS485 для подключения к ПЛК предприятия, 4G для подключения к SCADA-системе энергоснабжения.
- • Местный:Регистратор данных с экраном в диспетчерской; ежемесячная проверка ручного счетчика.
- • Облако:Передача данных в формате MQTT JSON на централизованную платформу контроля качества коммунального предприятия.
- • Тревога:Релейная система с высоким содержанием CO₂ 450 мг/л; минимальное количество реле дозирующего выхода на одну линию.
| Метрика | Базовый уровень выборочного исследования (2025 г.) | Встроенный датчик CO₂ (2026) |
|---|---|---|
| Превышение допустимых концентраций CO₂ в очищенной воде (>500 мг/л) | 7 | 0 |
| Необнаруженные сбои дозирующего насоса более 2 часов | 9 | 0 |
| колебания pH на входе в распределительную сеть | 23 | 4 |
| Стоимость химических реагентов для дозирования CO₂ (с учетом индексации) | 100% | 87% |
| Ежемесячно проводится ручной лабораторный анализ CO₂. | 720 | 72 (только для проверки) |
- За первые семь месяцев эксплуатации оборудования количество случаев превышения допустимой концентрации CO₂ в очищенной воде, зафиксированных в 2025 году (каждый из которых являлся нарушением нормативных требований и требовал уведомления Министерства здравоохранения Испании), сократилось до нуля. Система аварийного релейного управления зафиксировала три случая начала превышения порогового значения в 450 мг/л и оповестила дежурного, который скорректировал дозировку CO₂ до того, как это повлияло на точку отбора проб очищенной воды.
- В 2025 году 9 отказов дозирующих насосов оставались незамеченными более 2 часов, прежде чем их выявили с помощью анализа проб воды — потому что управляющий сигнал насоса показывал «работу», в то время как заклинивший клапан препятствовал подаче CO₂. В сезоне 2026 года встроенный датчик на выходе дозатора зафиксировал каждое аналогичное событие в течение 2 минут после начала отказа, и каждое из них немедленно вызвало срабатывание реле тревоги.
- Стоимость дозирования CO₂ снизилась на 13% — встроенная система обратной связи позволила предприятию ужесточить заданное значение дозирования с 280 мг/л до 240 мг/л на выходе дозатора, устранив запас прочности, который компенсировал неопределенность, связанную с отбором проб в две смены.
- Количество ручных анализов CO₂ сократилось с 720 до 72 в месяц — встроенные датчики обеспечивают непрерывный контроль соответствия; ежемесячные отборы проб служат для проверки и аудита.
Обратитесь в компанию Honde Technology для мониторинга водоподготовки.
Компания Honde Technology — немецкий производитель, сертифицированный TUV и Alibaba. Мы поставляем оборудование для измерения растворенного CO₂, мембранную технологию Severinghaus и телеметрию для управления технологическими процессами, необходимые для водоочистных сооружений, работающих в условиях нормативных ограничений по содержанию CO₂.
Для получения дополнительной информации о датчиках и разработки индивидуальных решений для Интернета вещей, пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
- WhatsApp: +86-15210548582
- Электронная почта: info@hondetech.com
- Веб-сайт компании: www.hondetechco.com
Карта спроса на развитых рынках опреснения и водоочистки
Датчик растворенного CO₂ для контроля реминерализации — это требование, общее для всех стран, эксплуатирующих установки опреснения морской воды методом обратного осмоса (SWRO) в муниципальных масштабах. На израильских заводах в Сореке и Хадере — крупнейших в мире установках SWRO — ведется непрерывный мониторинг растворенного CO₂ на известняковых контактных аппаратах. На австралийских заводах по опреснению морской воды в Перте (SWDP) и на заводе в Курнелле в Сиднее датчики CO₂, встроенные в трубопровод, являются частью оборудования, соответствующего нормативным требованиям. Португальская сеть опреснения воды в Алгарве, расширенная после засухи 2022–2025 годов, требует мониторинга CO₂ на каждом выходе контактного аппарата. На Кипре и Мальте, где опреснение обеспечивает более 50% питьевого водоснабжения, датчики растворенного CO₂ используются в качестве основных средств контроля соответствия для их распределительных сетей. На всех заводах действуют одни и те же требования к датчикам: мембранный электрод Северингауза, автоматическая температурная компенсация и выход RS485/MQTT — требование, которое замыкает контур управления дозированием, недоступный при ручном отборе проб.
Дата публикации: 25 августа 2026 г.