Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)

1. szám - Dombay Gábor–Öllős Géza: Az ivóvízelosztó rendszerek vízminőségváltozásának modellezése

46 Az ivóvízelosztó rendszerek vízminőségváltozásának modellezése Dombay Gábor, Öllős Gcza Budapesti Műszaki Egyetem Vízellátási és Csatornázási Tanszék, 1111. Budapest, Műegyetem rakpart 3. Kivonat: Az ivóvízminöségi modellek megjelenése várhatóan nagy változást idéz elő az elosztóhálózat tervezése és üzemeltetése terén. Mód nyílik az eddig csak közelítő feltételezésekkel figyelembe vett vízminőség-változási folyamatok jellemzésére. Ennek eredményeként a hálózatüzemeltetés módja, a szivattyúzási üzemrendek kialakítása, a szükséges csőátmérők meghatározása a vízminőség-romlási folyamatok tekintetbe vételével történhet. A klórfogyás modellezése ésszerű lehetőség a hálózati vízminőség alakulásának tanulmányozására. Alkalmazásakor azonban nem szabad szem elöl téveszteni azokat a korlátokat és közelítő jellegű feltételezéseket, amelyek a modellezhctöség miatt alkalmazásra kerültek. Az alapos kalibrálás, on-line mérőműszerek használata a modellalkalmazás elengedhetetlen feltétele. A hálózati ivóvízminőség-modellezésben a jövő a többparaméteres modelleké. Használatukkal lehetővé válhat a nyersvíz-minőség, a tisztítás-technológia elosztóhálózat ivóvízminőségére gyakorolt együttes hatásának figyelembevétele, a hálózat biofilm reaktor-kinetikai szempontok alapján történő modellezése. Kulcsszavak: ivóvízellátás, vízminőség, modellezés. Az üzemeltető feladata, hogy az igényelt vízmennyiséget optimális energiaviszonyok mellett, megfelelő minőségben juttassa el a fogyasztóhoz. A hálózat hidraulikai jellemzőinek modellezését ma már széles körben alkalmazzák, a tervezők és üzemeltetők egyaránt. 1. A hálózati vízminőség-változás modellezésének szükségessége Az ivóvíz minősége az elosztóhálózatban térben és időben változik. Az elosztó hálózat olyan komplex reaktornak (reaktor-rendszernek) tekintendő, amelyben fizikai, kémiai és biológiai folyamatok mennek végbe. A vízminőség-változások - a hálózat hidraulikai kapacitásának csökkenése (korrózió, bevonat- és üledékképződés), - az ivóvíz organoleptikus paramétereinek romlása, - esetenként a közegészségügyi kockázat szintjének emelkedése (bakteriális fertőzés, hálózati nitrifikáció) formájában jelentkezhetnek. A vízminőség elsősorban a csőfalakon kialakuló biofilm kifejlődése miatt változik. A reaktor működését számos tényező befolyásolja (pl. LeChevallier, 1992; Öllős, 1996), melyek közül a legfontosabbak: - az ivóvíz tápanyagtartalma (BDOC, ill. AOC paraméterrel kifejezve), - maradék klór koncentráció, - hidraulikai jellemzők, - csőanyag, - csőátmérő, - vízhőmérséklet, - a víztisztítás szintje. Az eddigi általános tervezői és üzemeltetői szemlélet a hálózat vízminőség-változásban betöltött szerepét nagyon leegyszerűsítve, pusztán az átlagos áramlási sebesség és a tartózkodási idő függvényeként kezelte. Azonban a vízminőség-változási folyamatok jellege és összetett volta nem nélkülözheti a reaktor-kinetikai szemléletmód alkalmazását sem. Biofilm-reaktorokban a tápanyag* és fertőtlenítőszer-fluxust az áramlási sebesség egyaránt befolyásolja, akárcsak ezek biofilm belsejébe irányuló transzportját is. A folyamatok jellege ellentétes, bizonyos értelemben versenyszerű, így belátható, hogy a vízminőség romlást akadályozó, minimálisan fenntartandó áramlási sebesség ökölszabályként nem adható meg. A hidraulika és a vízminőség közvetlen kapcsolata elsősorban az ülepedési-felkavarodási folyamatok esetén lehet jellemző, de hatása a biofilm szempontjából is jelentkezik. Mivel a vízminőség-változás folyamata az idő függvénye is, a víz hálózatbeli tartózkodási ideje is befolyásoló tényezőnek tekintendő. Ezen folyamatok eleve komplex volta és a sokféle befolyásoló paraméter miatt megállapítható, hogy az elosztó hálózatbeli ivóvízminőség-változás, az egyes vízminőség-komponensek eloszlása, a hálózat üzemeltetésvízminőség kapcsolat feltárása több paraméteres, a vízminőség-paramétereket is figyelembe vevő modellek alkalmazása nélkül nem valósítható meg. 2. Modelltípusok A hálózati ivóvízininőség-modelleknek a figyelembe vett vízminőségi komponensek alapján két fő típusa különböztethető meg, - az egyparaméteres modellek és - a többparaméteres modellek. Az egyparaméteres modellek valamely jellemzőnek ítélt, ismert kinetikájú és könnyen mérhető vízminőségi paraméterre építenek. Ez a paraméter a gyakorlatban szinte kizárólagosan a maradék aktív klór koncentráció.