اسمز معکوس نمک را حذف می‌کند. همچنین هر چیز دیگری را نیز حذف می‌کند. آبی که از غشای RO خارج می‌شود از نظر شیمیایی خورنده است - pH پایین، سختی نزدیک به صفر، قلیائیت نزدیک به صفر و پتانسیل خوردگی که سرب را از اتصالات لحیم‌کاری شسته و پوشش‌های سیمانی را از لوله‌های توزیع حل می‌کند. در سیستم‌های ساحلی مدیترانه‌ای اسپانیا، جایی که آب نمک‌زدایی شده از گیاهان ساحلی از طریق شبکه‌های قدیمی به شهرهای داخلی منتقل می‌شود، این پتانسیل خوردگی در حد تئوری نیست. به همین دلیل است که خرابی لوله‌ها در سیستم‌های توزیع آب نمک‌زدایی شده هزینه نگهداری بیشتری نسبت به شبکه‌های تأمین متعارف دارد.
راه‌حل مهندسی، معدنی‌سازی مجدد است: CO₂ محلول را به آب تولیدی تزریق کنید تا pH آن کاهش یابد، سپس آن را از یک تماس‌دهنده سنگ آهک عبور دهید که در آن CO₂ با کربنات کلسیم واکنش می‌دهد تا کلسیم و بی‌کربنات را در آب حل کند. نتیجه، آبی با سختی و قلیائیت کنترل‌شده است - یک شاخص اشباع لانگلیه پایدار که باعث خوردگی یا رسوب دیواره‌های لوله نمی‌شود.
میزان دوز CO₂ همه چیز را کنترل می‌کند. CO₂ خیلی کم: کلسیم ناکافی از سنگ آهک حل می‌شود، آب خورنده باقی می‌ماند. CO₂ خیلی زیاد: گاز اضافی بدون تغییر از کنتاکتور عبور می‌کند، وارد سیستم توزیع می‌شود و pH آب را در شیر آب کاهش می‌دهد - یک تخلف نظارتی تحت قانون Real Decreto 140/2003 اسپانیا (استانداردهای آب آشامیدنی، حداکثر 500 میلی‌گرم در لیتر CO₂). حسگر CO₂ محلول تنها وسیله‌ای است که دوز واقعی تحویل داده شده به فرآیند را اندازه‌گیری می‌کند، نه دوزی که توسط پمپ دوزینگ دستور داده می‌شود.
سنسور
حسگر CO₂ محلول Honde از یک الکترود غشایی نوع Severinghaus استفاده می‌کند. CO₂ از آب فرآیند از طریق یک غشای نفوذپذیر به گاز به یک بافر داخلی منتشر می‌شود، جایی که تغییر pH ایجاد می‌کند که الکترود آن را به غلظت تبدیل می‌کند. اندازه‌گیری مختص CO₂ محلول است - به بی‌کربنات، کربنات یا هیچ گونه محلول دیگری پاسخ نمی‌دهد.
| مشخصات | ارزش |
|---|---|
| اصل اندازه‌گیری | الکترود غشایی سورینگهاوس |
| محدوده CO₂ | ۰ تا ۲۰۰۰ ppm (۰ تا ۲ گرم در لیتر) |
| دقت | ±۳٪ FS |
| وضوح تصویر | 0.01 پی پی ام |
| جبران دما | خودکار، 0-50 درجه سانتیگراد |
| خروجی | RS485 Modbus-RTU / 4–20 میلی‌آمپر |
| بی‌سیم | GPRS / 4G / وای‌فای / LoRa / LoRaWAN |
| مسکن | فولاد ضد زنگ 316L، IP68 |
جبران خودکار دما، مشخصه حیاتی برای نمک‌زدایی آب‌های مدیترانه‌ای اسپانیا است. دمای آب تولیدی از ۱۶ درجه سانتیگراد در زمستان تا ۲۸ درجه سانتیگراد در تابستان متغیر است - نوسان ۱۲ درجه سانتیگرادی که باعث ایجاد خطای ۱۲ تا ۱۵ درصدی در اندازه‌گیری CO₂ محلول جبران نشده می‌شود. مقررات آب آشامیدنی اسپانیا، اندازه‌گیری سطح CO₂ در نقطه توزیع، که در دمای محیط است را الزامی می‌کند. حسگری که در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد کالیبره شده و آب تولیدی تابستانی را در دمای ۲۸ درجه سانتیگراد می‌خواند، محتوای CO₂ را تقریباً ۱۵ درصد بیش از حد نشان می‌دهد - که برای ایجاد هشدار کاذب بالا در یک کارخانه دوزینگ استاندارد کافی است. جبران دما این انحراف فصلی را از بین می‌برد.
پیکربندی فرآیند پس از تصفیه
در یک کارخانه SWRO اسپانیایی (آب دریا RO)، حسگر CO₂ محلول در دو نقطه اندازه‌گیری نصب شده است:
نقطه ۱: خروجی دوز CO₂پایین‌دست هدر تزریق CO₂، بالادست کنتاکتورهای سنگ آهک. سنسور غلظت واقعی CO₂ محلول را قبل از ورود آب به بستر سنگ آهک تأیید می‌کند. خروجی پمپ دوزینگ و CO₂ محلول واقعی زمانی که فشار منبع CO₂ نوسان می‌کند یا تعادل فشار جزئی آب تغییر می‌کند، از هم دور می‌شوند - رویدادهایی که کنترل‌کننده پمپ دوزینگ آنها را تشخیص نمی‌دهد. سنسور بلافاصله آنها را تشخیص می‌دهد.
نکته ۲: خروجی کنتاکتور / هدر توزیعبعد از کنتاکتورهای سنگ آهک. سنسور، CO₂ محلول باقیمانده در آب نهایی را اندازه‌گیری می‌کند و تأیید می‌کند که واکنش سنگ آهک، CO₂ را در محدوده نظارتی مصرف کرده است. این نقطه اندازه‌گیری انطباق است.
| نقطه اندازه‌گیری فرآیند | عملکرد حسگر | آستانه نظارتی |
|---|---|---|
| خروجی دوز CO₂ | دوز واقعی را در مقابل دوز دستوری تأیید می‌کند | بدون آستانه مستقیم؛ کنترل PID درایوها |
| کنتاکتور/پریز توزیع | سنجش انطباق | < 500 میلی‌گرم بر لیتر CO₂ (Real Decreto 140/2003) |
معماری راهکار
ردیف ۱ - ابزار دقیق کارخانههر دو حسگر از طریق RS485 Modbus-RTU به شبکه کنترل فرآیند کارخانه متصل می‌شوند. یک ثبت‌کننده داده با صفحه نمایش در اتاق کنترل کارخانه، هر دو نقطه اندازه‌گیری - غلظت دوز CO₂ و باقیمانده آب نهایی - را به طور همزمان با نمودار روند 30 روزه نمایش می‌دهد. اپراتور کارخانه هر حسگر را ماهانه با مرجع Handmeter تأیید می‌کند: یک نمونه جمع‌آوری شده که با یک CO₂ متر قابل حمل تجزیه و تحلیل می‌شود و با مقدار خوانده شده نصب شده مقایسه می‌شود.
سطح ۲ - انتقالحسگرهای گیاهان از طریق ماژول‌های GPRS، 4G یا WiFi به شبکه متمرکز SCADA شرکت آب منتقل می‌شوند. برای گیاهان ماهواره‌ای در جزایر قناری و ایستگاه‌های ساحلی دورافتاده در آلمریا و مورسیا که اتصال WAN اختصاصی محدود است، LoRaWAN داده‌ها را به مرکز عملیات منطقه‌ای شرکت آب منتقل می‌کند. تمام داده‌ها با فرمت MQTT Json بسته‌بندی می‌شوند و هم به کنترل‌کننده PID محلی کارخانه و هم به پلتفرم متمرکز نظارت بر کیفیت آب شرکت آب تغذیه می‌شوند.
ردیف ۳ - کنترل ابری و دوزینگسرور ابری و نرم‌افزار، داده‌های CO₂ محلول را از تمام کارخانه‌های نمک‌زدایی تحت نظارت، تجمیع می‌کنند و داده‌های بلادرنگ و داده‌های تاریخی را در سراسر شبکه تصفیه آب شرکت نشان می‌دهند. سیستم رله هشدار بر اساس آستانه انطباق عمل می‌کند: هنگامی که CO₂ خروجی کنتاکتور از ۴۵۰ میلی‌گرم در لیتر فراتر رود - ۵۰ میلی‌گرم در لیتر پایین‌تر از حد مجاز - رله به سرپرست شیفت هشدار می‌دهد و این رویداد را برای گزارش انطباق فصلی علامت‌گذاری می‌کند. رله دوم در حسگر خروجی دوزینگ هنگامی که CO₂ به زیر حداقل غلظت تغذیه کنتاکتور کاهش می‌یابد، فعال می‌شود و به اپراتور هشدار می‌دهد که CO₂ کافی به بستر سنگ آهک نمی‌رسد.
نتایج میدانی: کارخانه SWRO ساحلی مدیترانه، مورسیا، اسپانیا، ۲۰۲۶
یک کارخانه آب شیرین‌کن (SWRO) در مورسیا که به ۱۸۰،۰۰۰ مصرف‌کننده شهری خدمات ارائه می‌دهد، در ژانویه ۲۰۲۶ حسگرهای CO₂ محلول Honde را در هر دو نقطه اندازه‌گیری نصب کرد و جایگزین روش قبلی آزمایش دستی CO₂ دو بار در هر شیفت شد.
- • سخت‌افزار:۲ حسگر CO₂ محلول در هر ردیف تصفیه (۴ ردیف = ۸ حسگر در مجموع)، RS485 به PLC کارخانه، ۴G به SCADA شرکت برق.
- • محلی:دستگاه ثبت اطلاعات با صفحه نمایش در اتاق کنترل؛ تأیید عقربه به صورت ماهانه.
- • ابر:MQTT Json به پلتفرم کیفیت متمرکز این شرکت.
- • زنگ هشدار:رله CO₂ بالا با ظرفیت ۴۵۰ میلی‌گرم بر لیتر؛ رله خروجی با حداقل دوز در هر قطار.
| متریک | نمونه اولیه (2025) | سنسور CO₂ درون خطی (2026) |
|---|---|---|
| میزان بیش از حد مجاز CO₂ در آب تصفیه‌شده (>500 میلی‌گرم در لیتر) | 7 | 0 |
| خرابی پمپ دوزینگ پس از گذشت بیش از ۲ ساعت تشخیص داده نشده است | 9 | 0 |
| نوسانات pH در ورودی توزیع | 23 | 4 |
| هزینه مواد شیمیایی دوز CO₂ (شاخص‌گذاری شده) | ۱۰۰٪ | ۸۷٪ |
| تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی دستی CO₂ در هر ماه | 720 | ۷۲ (فقط برای تأیید) |
- هفت مورد تجاوز CO₂ آب تصفیه‌شده که در سال ۲۰۲۵ ثبت شد - که هر کدام یک رویداد نظارتی بودند و نیاز به اطلاع‌رسانی به وزارت بهداشت اسپانیا داشتند - در هفت ماه اول عملیات با دستگاه به صفر رسید. سیستم رله هشدار، سه تجاوز اولیه در آستانه ۴۵۰ میلی‌گرم در لیتر را تشخیص داد و به سرپرست شیفت هشدار داد، که میزان دوز CO₂ را قبل از اینکه نقطه آب تصفیه‌شده تحت تأثیر قرار گیرد، اصلاح کرد.
- ۹ مورد خرابی پمپ دوزینگ در سال ۲۰۲۵، بیش از ۲ ساعت قبل از اینکه آزمایش نمونه‌برداری آنها را شناسایی کند، تشخیص داده نشده بودند - زیرا سیگنال کنترل پمپ "در حال کار" را نشان می‌داد در حالی که یک شیر گیر کرده مانع از تحویل CO₂ می‌شد. سنسور درون خطی در خروجی دوزینگ، هر رویداد معادل را در فصل ۲۰۲۶ ظرف ۲ دقیقه پس از شروع خرابی تشخیص داد و هر کدام بلافاصله یک زنگ هشدار رله را فعال کرد.
- هزینه دوزینگ CO₂ 13 درصد کاهش یافت - حلقه بازخورد درون خطی به کارخانه اجازه داد تا نقطه تنظیم دوزینگ را از 280 میلی‌گرم در لیتر به 240 میلی‌گرم در لیتر در خروجی دوزینگ محدود کند و حاشیه ایمنی را که جبران عدم قطعیت نمونه‌برداری دو شیفته بود، از بین ببرد.
- تجزیه و تحلیل دستی CO₂ از ۷۲۰ به ۷۲ در ماه کاهش یافت - حسگرهای درون خطی نظارت مداوم بر انطباق را انجام می‌دهند؛ نمونه‌های جمع‌آوری‌شده ماهانه، مسیر حسابرسی تأیید را فراهم می‌کنند.
برای نظارت بر تصفیه آب با Honde Technology تماس بگیرید
شرکت Honde Technology یک تولیدکننده‌ی مورد تأیید TUV و Alibaba آلمان است. ما سخت‌افزار اندازه‌گیری CO₂ محلول، فناوری غشایی Severinghaus و تله‌متری کنترل فرآیند مورد نیاز برای تأسیسات تصفیه آب که تحت محدودیت‌های نظارتی CO₂ فعالیت می‌کنند را تأمین می‌کنیم.
برای اطلاعات بیشتر در مورد حسگرها و راهکارهای سفارشی اینترنت اشیا، لطفاً با شرکت فناوری هوند (Honde Technology Co., LTD) تماس بگیرید.
- واتس‌اپ: +86-15210548582
- ایمیل: info@hondetech.com
- وب‌سایت شرکت: www.hondetechco.com
نقشه تقاضا در بازارهای توسعه‌یافته نمک‌زدایی و تصفیه آب
حسگر CO₂ محلول برای کنترل معدنی‌سازی مجدد، مشخصه مشترکی در تمام کشورهایی است که از سیستم نمک‌زدایی SWRO در مقیاس شهری استفاده می‌کنند. نیروگاه‌های Sorek و Hadera اسرائیل - بزرگترین تأسیسات SWRO در جهان - نظارت مداوم بر CO₂ محلول را در کنتاکتورهای سنگ آهک خود انجام می‌دهند. نیروگاه‌های نمک‌زدایی آب دریا در پرت استرالیا (SWDP) و تأسیسات Kurnell سیدنی، حسگرهای CO₂ درون‌خطی را به عنوان بخشی از ابزار دقیق انطباق با مقررات تعیین می‌کنند. شبکه نمک‌زدایی Algarve پرتغال، که پس از خشکسالی 2022-2025 گسترش یافت، نیاز به نظارت بر CO₂ در هر خروجی کنتاکتور دارد. قبرس و مالت، که در آنها نمک‌زدایی بیش از 50٪ از آب آشامیدنی را تأمین می‌کند، حسگرهای CO₂ محلول را به عنوان ابزار اصلی انطباق برای شبکه‌های توزیع خود به کار می‌گیرند. هر نیروگاه به یک الزام حسگر مشابه پایبند است: الکترود غشایی Severinghaus، جبران خودکار دما و خروجی RS485/MQTT - مشخصه ای که حلقه کنترل دوز را می‌بندد، در حالی که نمونه‌برداری دستی نمی‌تواند.
زمان ارسال: ۲۵ آگوست ۲۰۲۶