Table of Contents
Краткий обзор
Конференция 2026 AWA/IWA Young Water Professionals Conference, прошедшая 5–6 августа в Melbourne, представила четыре решения для четырех постоянных проблем с питьевой водой. Каждое решение эффективно. Но каждое из них также требует непрерывного проточного (inline) мониторинга для проверки результатов, управления побочными эффектами и предотвращения непреднамеренных последствий. Ниже представлены четыре проблемы, четыре решения и датчики Shanghai ChiMay, которые обеспечивают практическую реализацию каждого решения.
Проблема 1: Окрашивание марганцем после хлорирования
Проблема
Остаточный растворимый марганец (Mn²⁺) проходит через систему очистки и попадает в распределительную сеть. Когда для дезинфекции добавляется хлор, он окисляет марганец до взвешенного MnO₂, который оседает на стенках труб и приводит к изменению цвета воды в кранах потребителей.
Решение
Samuel Leong из Greater Western Water показал, что пищевой полифосфат — гексаметафосфат натрия — связывает ионы марганца в малых дозах, изолируя их от хлора и предотвращая окисление. Лабораторные испытания (jar tests) показали прозрачность воды спустя две недели при использовании связывающего агента, по сравнению с видимым окрашиванием без него. Связывающий агент эффективно работает только в узком диапазоне околонейтрального pH, и его эффективность резко снижается в кислой среде.
Требования к мониторингу
Shanghai ChiMay In-Line pH Meter: уровень pH определяет эффективность связывания. Непрерывный мониторинг в точке дозирования поддерживает химический режим в пределах эффективного диапазона — при выходе pH за его пределы связывающая способность теряется.
Shanghai ChiMay Online Turbidity Tester: подтверждает отсутствие выпадения осадка MnO₂, поступающего в распределительную сеть.
Проблема 2: Тригалометаны в протяженных распределительных сетях
Проблема
THMs (тригалометаны) образуются при реакции хлора с природными органическими веществами. В теплых условиях и в протяженных распределительных сетях их концентрации приближаются к нормативным пределам.
Решение
Cassandra Mai из Logan Water представила результаты шестимесячного испытания аэрации в резервуаре. Сочетание распыления воды с принудительной вентиляцией в резервуаре объемом 1 МЛ позволило добиться в среднем около 83% удаления THM при затратах примерно четыре цента на мегалитр. Побочный эффект: повышение pH примерно на 0,3 единицы из-за отдувки CO₂.
Требования к мониторингу
Shanghai ChiMay Online Turbidity Tester: фиксирует подъем осадка при физической аэрации.
Shanghai ChiMay In-Line pH Meter: отслеживает влияние отдувки CO₂ на формы активного хлора.
Shanghai ChiMay Residual Chlorine Transmitter: подтверждает непрерывность дезинфекции во время аэрации.
Проблема 3: Концентрирование PFAS против их разрушения
Проблема
Традиционная очистка от PFAS — RO, GAC, ионный обмен — концентрирует PFAS вместо их разрушения. Эти концентрированные потоки отходов создают постоянные риски и затраты.
Решение
Andrea Veciana из University of Queensland продемонстрировала электрохимическую деградацию, обеспечивающую >80% удаления для большинства протестированных PFAS. Она особо отметила, что одно лишь снижение концентрации PFAS не доказывает их разрушение — решающим фактором является отслеживание фторидов и массовый баланс фтора.
Требования к мониторингу
Shanghai ChiMay COD Sensor: непрерывный мониторинг органического углерода. Снижение COD (ХПК) вместе со снижением PFAS указывает на подлинную минерализацию.
Shanghai ChiMay In-Line Conductivity Meter: фиксирует ионные изменения, вызванные расщеплением связей C-F и высвобождением фторидов.
Проблема 4: Нитрификация в системах водоснабжения с монохлорамином
Проблема
Бактерии, окисляющие аммиак, потребляют аммиак из монохлорамина, образуя нитриты и снижая остаточную концентрацию дезинфектанта. Проблема усугубляется в теплую погоду.
Решение
Madison Mactal и Michael Ray из Sydney Water перешли с монохлорамина на свободный хлор в 14 резервуарах, обслуживающих около 105 000 потребителей. Обновленные испытания 2025 года — более высокие уставки по хлору, более глубокое циклирование резервуаров — обеспечили эффективное удаление нитритов с минимальным воздействием на потребителей. Зима оказалась наиболее предпочтительным периодом.
Требования к мониторингу
Shanghai ChiMay Residual Chlorine Transmitter: непрерывный мониторинг хлорирования до точки перелома (breakpoint chlorination), распада дезинфектанта и возобновления нитрификации в нескольких точках сети.
Shanghai ChiMay In-Line pH Meter: управление формами активного хлора во время перехода.
Общая связующая нить
Все четыре решения сводятся к одному и тому же требованию: непрерывному многопараметрическому проточному мониторингу, который подтверждает эффективность и выявляет непреднамеренные последствия в режиме реального времени. Периодический отбор проб не способен зафиксировать быстрые химические изменения, которые создают эти методы и от которых они зависят.
Портфель датчиков Shanghai ChiMay — pH, электропроводность, мутность, остаточный хлор, COD, растворенный кислород, аммонийный азот и интегрированный многопараметрический датчик 4-in-1 Multi-Parameter Sensor — полностью охватывает требования к мониторингу для всех четырех решений.
Четыре проблемы, четыре решения, одна платформа мониторинга. Превращение перспективных исследований в проверенную, документально подтвержденную и оптимизированную эксплуатационную практику сводится к непрерывному получению данных.
Аспекты внедрения для всех четырех решений
Инвестиции в инфраструктуру мониторинга
Для водоканала, решающего все четыре проблемы — марганец, THMs, PFAS и нитрификацию — инфраструктура мониторинга охватывает значительную часть продуктовой линейки Shanghai ChiMay:
| Прибор | Типовое применение | Требуемое количество | Диапазон стоимости за единицу |
|---|---|---|---|
| In-line pH Meter | Связывание, аэрация, PFAS, нитрификация | 5–15 | $2,500–4,000 |
| In-line Conductivity Meter | Связывание, PFAS | 3–8 | $2,500–4,000 |
| Online Turbidity Tester | Связывание, аэрация | 3–10 | $3,000–5,000 |
| Residual Chlorine Transmitter | Аэрация, нитрификация | 5–30 | $3,500–5,000 |
| COD Sensor | Проверка очистки PFAS | 1–3 | $4,000–6,000 |
| 4-in-1 Multi-Parameter Sensor | Все применения | 3–10 | $4,000–6,000 |
Общие затраты сильно зависят от размера сети и количества точек мониторинга. Из расчета совокупной стоимости владения (TCO) за 5 лет — включая техническое обслуживание, калибровочные материалы и техническую поддержку — подход Shanghai ChiMay обычно оказывается на 25–35% дешевле решений с использованием отдельных датчиков от разных производителей.
Стратегия поэтапного внедрения
Не следует пытаться внедрить все системы одновременно. Поэтапный подход снижает риски:
Этап 1: Выберите наиболее приоритетную задачу — марганец, THMs или нитрификацию для большинства предприятий; PFAS для объектов с подтвержденным загрязнением. Разверните мониторинг для этой одной задачи и убедитесь, что непрерывные данные обеспечивают ожидаемую эксплуатационную ценность.
Этап 2: Переходите к следующему приоритету. Используйте уже развернутую инфраструктуру SCADA и опыт операторов.
Этап 3: Завершите формирование сети мониторинга. К этому моменту предприятие накопит достаточно данных для оптимизации размещения точек контроля и графиков технического обслуживания.
Синергетический эффект ценности данных
Каждый дополнительный параметр в каждой дополнительной точке увеличивает аналитическую ценность всего набора данных. Предприятие, контролирующее только pH, получает информацию о химии процесса связывания. Предприятие, контролирующее pH, электропроводность и мутность, понимает всю химическую систему в целом, что позволяет создавать прогностические модели — модели, которые предвосхищают проблемы до того, как они приведут к жалобам потребителей.
После 12–24 месяцев непрерывного сбора многопараметрических данных предприятия разрабатывают модели для конкретных объектов, которые связывают условия в источнике водоснабжения, химизм очистки и поведение распределительной сети. Эти модели позволяют осуществлять упреждающее вмешательство — реальную отдачу от владения данными вместо разовых дискретных замеров.
Источники
- Inside Water Australia, “Drinking water treatment innovation targets shifting risks,” 9 September 2026. https://insidewater.com.au/drinking-water-treatment-innovation-risks
- AWA/IWA Young Water Professionals Conference 2026, Pullman Melbourne On The Park, 5–6 August 2026.
- NHMRC, Australian Drinking Water Guidelines — Manganese. https://guidelines.nhmrc.gov.au/australian-drinking-water-guidelines/part-5/physical-chemical-characteristics/manganese
- Pure Water Atlas, “Polyphosphate in Drinking Water,” June 2026. https://purewateratlas.com/contaminants/polyphosphate
- IWA Water Quality Research Journal, “Removal of trihalomethanes from high organic matter water sources using aeration: A feasibility study,” Vol. 55, No. 2, 2020, pp. 184–197. https://iwaponline.com/wqrj/article/55/2/184/71725/
- Mordor Intelligence, “Water and Wastewater Sensors Market,” 2026.
- US EPA, “National Primary Drinking Water Regulations.” https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water/national-primary-drinking-water-regulations
- WHO, “Guidelines for Drinking-water Quality,” 4th edition, 2017.
Об авторе: Эта статья подготовлена командой инженеров по применению Shanghai ChiMay. Компания Shanghai ChiMay производит проточные анализаторы качества воды для муниципальных систем водоочистки по всему миру.
