Warum Spaniens Entsalzungsanlagen Inline-Sensoren für gelöstes CO₂ installieren

Umkehrosmose entfernt Salz. Sie entfernt aber auch alle anderen Stoffe. Das Wasser, das aus einer Umkehrosmosemembran austritt, ist chemisch aggressiv – niedriger pH-Wert, nahezu keine Härte, nahezu keine Alkalität und ein Korrosionspotenzial, das Blei aus Lötstellen herauslöst und Zementauskleidungen von Verteilungsleitungen auflöst. In den spanischen Mittelmeerküstensystemen, wo entsalztes Wasser von Küstenanlagen durch veraltete Netze in die Städte im Landesinneren transportiert wird, ist dieses Korrosionspotenzial keine Theorie. Es ist der Grund, warum die Instandhaltung von Rohrbrüchen in entsalzten Wasserverteilungssystemen teurer ist als in herkömmlichen Versorgungsnetzen.

Die technische Lösung besteht in der Remineralisierung: Dem Produktwasser wird gelöstes CO₂ zugeführt, um dessen pH-Wert zu senken. Anschließend wird es durch einen Kalksteinkontaktor geleitet, wo das CO₂ mit Calciumcarbonat reagiert und Calcium und Bicarbonat im Wasser löst. Das Ergebnis ist Wasser mit kontrollierter Härte und Alkalität – einem stabilen Langelier-Sättigungsindex, der Korrosion und Ablagerungen an den Rohrinnenwänden verhindert.

Die CO₂-Dosierungsrate ist entscheidend. Zu wenig CO₂: Es löst sich nicht genügend Kalzium aus dem Kalkstein, das Wasser bleibt korrosiv. Zu viel CO₂: Überschüssiges Gas passiert den Kontaktor unverändert, gelangt ins Verteilungssystem und senkt den pH-Wert des Leitungswassers – ein Verstoß gegen die spanische Trinkwasserverordnung Real Decreto 140/2003 (maximal 500 mg/l CO₂). Der Sensor für gelöstes CO₂ ist das einzige Instrument, das die tatsächlich zugeführte Dosis misst, nicht die von der Dosierpumpe vorgegebene.

Der Sensor

Der Honde-Sensor für gelöstes CO₂ verwendet eine Severinghaus-Membranelektrode. CO₂ diffundiert aus dem Prozesswasser durch eine gasdurchlässige Membran in einen internen Puffer, wo es eine pH-Wert-Änderung verursacht, die die Elektrode in einen Konzentrationswert umrechnet. Die Messung ist spezifisch für gelöstes CO₂ – sie reagiert nicht auf Bicarbonat, Carbonat oder andere gelöste Stoffe.

Die automatische Temperaturkompensation ist eine entscheidende Spezifikation für die Meerwasserentsalzung im spanischen Mittelmeerraum. Die Produktwassertemperatur schwankt zwischen 16 °C im Winter und 28 °C im Sommer – eine Schwankung von 12 °C, die zu einem Messfehler von 12–15 % bei unkompensiertem gelöstem CO₂ führt. Die spanischen Trinkwasservorschriften schreiben vor, dass der CO₂-Gehalt am Verteilungspunkt gemessen wird, der Umgebungstemperatur aufweist. Ein auf 20 °C kalibrierter Sensor, der im Sommer 28 °C warmes Produktwasser misst, überschätzt den CO₂-Gehalt um etwa 15 % – genug, um in einer Standard-Dosieranlage einen Fehlalarm auszulösen. Die Temperaturkompensation beseitigt diese saisonale Abweichung.

Die Nachbehandlungsprozesskonfiguration

In einer spanischen Meerwasserentsalzungsanlage (SWRO) ist der Sensor für gelöstes CO₂ an zwei Messpunkten installiert:

Die Lösungsarchitektur

Feldergebnisse: Mittelmeerküsten-SWRO-Anlage, Murcia, Spanien, 2026

Eine Wasseraufbereitungsanlage in Murcia, die 180.000 städtische Verbraucher versorgt, installierte im Januar 2026 an beiden Messpunkten Honde-Sensoren für gelöstes CO₂ und ersetzte damit das bisherige System der manuellen CO₂-Probenentnahme zweimal pro Schicht.

• Die sieben im Jahr 2025 registrierten CO₂-Grenzwertüberschreitungen im Trinkwasser – jede davon ein meldepflichtiges Ereignis, das dem spanischen Gesundheitsministerium gemeldet werden musste – gingen in den ersten sieben Monaten des instrumentierten Betriebs auf null zurück. Das Alarmrelais-System erkannte drei beginnende Überschreitungen des Grenzwerts von 450 mg/l und alarmierte den Schichtleiter, der die CO₂-Dosierung korrigierte, bevor das Trinkwasser beeinträchtigt wurde.
• Neun Dosierpumpenausfälle im Jahr 2025 blieben über zwei Stunden unentdeckt, bevor sie durch Stichproben aufgedeckt wurden – weil das Steuersignal der Pumpe „Betrieb“ anzeigte, obwohl ein klemmendes Ventil die CO₂-Zufuhr verhinderte. Der Inline-Sensor am Dosierauslass erkannte jedes vergleichbare Ereignis in der Saison 2026 innerhalb von zwei Minuten nach Ausfallbeginn und löste jeweils einen sofortigen Relaisalarm aus.
• Die Kosten für die CO₂-Dosierung sanken um 13 % – der integrierte Rückkopplungsmechanismus ermöglichte es dem Werk, den Dosiersollwert am Dosierausgang von 280 mg/L auf 240 mg/L zu senken und so die Sicherheitsmarge zu eliminieren, die zuvor die Unsicherheit der Stichprobenentnahme im Zweischichtbetrieb kompensiert hatte.
• Die Anzahl der manuellen CO₂-Analysen wurde von 720 auf 72 pro Monat reduziert – die Inline-Sensoren übernehmen die kontinuierliche Überwachung der Einhaltung der Vorschriften; die monatlichen Stichproben dienen der Überprüfung.

Die Nachfragekarte für entwickelte Märkte für Meerwasserentsalzung und Wasseraufbereitung

Der Sensor für gelöstes CO₂ zur Steuerung der Remineralisierung ist eine Spezifikation, die in allen Ländern, die Meerwasserentsalzung mittels Umkehrosmose (SWRO) im kommunalen Maßstab betreiben, einheitlich verwendet wird. Die israelischen Anlagen Sorek und Hadera – die weltweit größten SWRO-Anlagen – überwachen kontinuierlich den Gehalt an gelöstem CO₂ in ihren Kalkstein-Kontaktoren. Die australischen Meerwasserentsalzungsanlagen Perth Seawater Desalination Plants (SWDP) und Kurnell in Sydney setzen Inline-CO₂-Sensoren als Teil der Instrumente zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften ein. Das nach der Dürre von 2022–2025 erweiterte Entsalzungsnetz der Algarve in Portugal erfordert die CO₂-Überwachung an jedem Kontaktorausgang. Zypern und Malta, wo die Entsalzung mehr als 50 % der Trinkwasserversorgung sichert, nutzen Sensoren für gelöstes CO₂ als primäre Instrumente zur Einhaltung der Vorschriften in ihren Verteilungsnetzen. Alle Anlagen fordern denselben Sensor: Severinghaus-Membranelektrode, automatische Temperaturkompensation und RS485/MQTT-Ausgang – die Spezifikation, die den Dosierregelkreis schließt, den eine manuelle Probenahme nicht leisten kann.