Dlaczego hiszpańskie zakłady odsalania wody instalują czujniki rozpuszczonego CO₂ w linii produkcyjnej

Odwrócona osmoza usuwa sól. Usuwa również wszystko inne. Woda wypływająca z membrany RO jest agresywna chemicznie – niskie pH, twardość bliska zeru, zasadowość bliska zeru i potencjał korozyjny, który może wypłukiwać ołów z lutów i rozpuszczać cementowe wykładziny rur dystrybucyjnych. W hiszpańskich systemach przybrzeżnych Morza Śródziemnego, gdzie odsolona woda przepływa z nadmorskich zakładów przez starzejące się sieci do miast w głębi lądu, ten potencjał korozyjny nie jest teoretyczny. To właśnie dlatego awarie rur w systemach dystrybucji wody odsolonej są droższe w utrzymaniu niż w konwencjonalnych sieciach wodociągowych.

Rozwiązaniem inżynieryjnym jest remineralizacja: wtryskuje się rozpuszczony CO₂ do wody produkcyjną w celu obniżenia jej pH, a następnie przepuszcza się ją przez kontaktor wapienny, gdzie CO₂ reaguje z węglanem wapnia, rozpuszczając wapń i wodorowęglan w wodzie. W rezultacie otrzymuje się wodę o kontrolowanej twardości i zasadowości – stabilnym wskaźniku nasycenia Langeliera, który nie powoduje korozji ani osadzania się kamienia na ściankach rur.

Szybkość dozowania CO₂ kontroluje wszystko. Zbyt mało CO₂: niewystarczająca ilość wapnia rozpuszcza się z wapienia, a woda pozostaje żrąca. Zbyt dużo CO₂: nadmiar gazu przechodzi przez kontaktor bez zmian, dostaje się do systemu dystrybucji i obniża pH wody w kranie – naruszenie przepisów hiszpańskiego Real Decreto 140/2003 (normy dotyczące wody pitnej, maksymalnie 500 mg/l CO₂). Czujnik rozpuszczonego CO₂ jest jedynym urządzeniem mierzącym rzeczywistą dawkę dostarczoną do procesu, a nie dawkę zadaną przez pompę dozującą.

Czujnik

Czujnik rozpuszczonego CO₂ firmy Honde wykorzystuje elektrodę membranową typu Severinghaus. CO₂ dyfunduje z wody procesowej przez membranę przepuszczalną dla gazów do wewnętrznego bufora, gdzie powoduje zmianę pH, którą elektroda przetwarza na odczyt stężenia. Pomiar jest specyficzny dla rozpuszczonego CO₂ — nie reaguje na wodorowęglany, węglany ani żadne inne rozpuszczone substancje.

Automatyczna kompensacja temperatury to kluczowa specyfikacja hiszpańskiego odsalania w regionie Morza Śródziemnego. Temperatura wody użytkowej waha się od 16°C zimą do 28°C latem – wahanie o 12°C powoduje błąd 12–15% w nieskompensowanym pomiarze rozpuszczonego CO₂. Hiszpańskie przepisy dotyczące wody pitnej wymagają pomiaru poziomu CO₂ w punkcie dystrybucji, czyli w temperaturze otoczenia. Czujnik skalibrowany do temperatury 20°C, odczytujący letnią wodę użytkową o temperaturze 28°C, zawyża zawartość CO₂ o około 15% – co wystarcza, aby wywołać fałszywy alarm wysokiego poziomu w standardowej instalacji dozującej. Kompensacja temperatury eliminuje ten sezonowy dryft.

Konfiguracja procesu po leczeniu

W hiszpańskiej instalacji SWRO (odwróconej osmozy morskiej) czujnik rozpuszczonego CO₂ zainstalowany jest w dwóch punktach pomiarowych:

Architektura rozwiązań

Wyniki terenowe: śródziemnomorska instalacja SWRO, Murcia, Hiszpania, 2026 r.

W styczniu 2026 r. zakład SWRO w Murcii obsługujący 180 000 miejskich odbiorców zainstalował czujniki rozpuszczonego CO₂ firmy Honde w obu punktach pomiarowych, zastępując poprzednią procedurę ręcznego pobierania próbek CO₂ dwa razy na zmianę.

• Siedem przekroczeń stężenia CO₂ w wodzie finalnej odnotowanych w 2025 roku – każde z nich było zdarzeniem regulacyjnym wymagającym powiadomienia hiszpańskiego Ministerstwa Zdrowia – spadło do zera w ciągu pierwszych siedmiu miesięcy działania urządzeń pomiarowych. System alarmowy wykrył trzy początkowe przekroczenia na poziomie 450 mg/l i zaalarmował kierownika zmiany, który skorygował dawkę CO₂, zanim doszło do naruszenia punktu wody finalnej.
• 9 awarii pomp dozujących w 2025 roku nie zostało wykrytych przez ponad 2 godziny, zanim wykryto je za pomocą testów pobierania próbek – ponieważ sygnał sterujący pompy wskazywał „pracę”, a zablokowany zawór uniemożliwiał podawanie CO₂. Czujnik liniowy na wylocie dozującym wykrył każde równoważne zdarzenie w sezonie 2026 w ciągu 2 minut od wystąpienia awarii, a każde z nich natychmiast uruchamiało alarm przekaźnika.
• Koszty dozowania CO₂ spadły o 13% — pętla sprzężenia zwrotnego pozwoliła zakładowi na zaostrzenie punktu dozowania z 280 mg/l do 240 mg/l na wylocie dozującym, eliminując margines bezpieczeństwa, który kompensował niepewność związaną z dwukrotnym pobieraniem próbek.
• Ilość ręcznych analiz CO₂ zmniejszona z 720 do 72 miesięcznie — czujniki w linii zapewniają ciągły monitoring zgodności, a miesięczne próbki stanowią weryfikacyjny ślad audytu.

Mapa popytu na rozwiniętych rynkach odsalania i uzdatniania wody

Czujnik rozpuszczonego CO₂ do kontroli remineralizacji to specyfikacja wspólna dla każdego kraju, w którym działa odsalanie SWRO na skalę miejską. Izraelskie zakłady Sorek i Hadera — największe na świecie zakłady SWRO — prowadzą ciągły monitoring rozpuszczonego CO₂ w swoich kontaktorach wapiennych. Australijskie zakłady odsalania wody morskiej w Perth (SWDP) i zakład Kurnell w Sydney określają czujniki CO₂ w linii jako część urządzeń zapewniających zgodność z przepisami. Portugalska sieć odsalania w Algarve, rozbudowana po suszy w latach 2022–2025, wymaga monitorowania CO₂ na każdym wyjściu kontaktora. Cypr i Malta, gdzie odsalanie zapewnia ponad 50% zaopatrzenia w wodę pitną, wykorzystują czujniki rozpuszczonego CO₂ jako główne urządzenia zapewniające zgodność z przepisami dla swoich sieci dystrybucyjnych. Każda instalacja koncentruje się na tym samym wymogu dotyczącym czujnika: elektroda membranowa Severinghaus, automatyczna kompensacja temperatury i wyjście RS485/MQTT — specyfikacja, która zamyka pętlę sterowania dozowaniem, której nie może zapewnić ręczne pobieranie próbek.