Hidrológiai tájékoztató, 1996

1. szám, április - ÁLTALÁNOS VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Gampel Tamás: A vízinövényes talajszűrőkben végbemenő nitrogéneltávolítás sztochasztikus szimulációja

zött. A bolyongás öt csomópontú gráfon valósul meg - az átrendeződés a holt szerves N-től az elemi nitrogénig terjed. Az előbbi mint forrás- az utóbbi, mint nyelő-állapot működik. A csomópontok az egyes nitrogénformák: holt szerves-, ammónium-, nitrit-, nitrát- és elemi nitrogén. Adott koncentrációtartományra elsőrendű kinetikájú átalakulási reakciókat felvéve átmenet-valószínűségi mátrix írható fel. Ez meghatározza, hogy a következő időpil• Anaerob zónák • Aerob zónák A valóságos szerkezetet egyszerűsítő modellt két párhuzamos reaktorsorozat alkotja, melyek közül az egyik az összes aerob, a másik az összes anaerob térfogatelemet összegzi. Az oxigénbevitel csak az aerob kaszkád elemeire érvényes (3. ábra). A talajszűrőt az EWPCA [1990] ajánlásban szereplő átlagos előírások, a nitrogén formák megoszlását az átlagos ülepített kommunális szennyvízre vonatkozó adatok szerint vettük fel. A 2. ábra. A vízinövényes talajszűrők aerob-anaerob zonalitása Aerob kaszkád » Oxigén Oxigén Oxigén Oxigén Oxigén Oxigén 1. JJ+1. n-1. n. Anaerob kaszkád 3. ábra. A kettős kaszkád: az aerob-anaerob mátrix-szerkezet modellje lanatban és (egyenletes áramlást feltételezve) a következő térfogatelemben mivé alakulnak az adott térfogatelembe került nitrogénformák. Jelen ismertetés alapját a szerző által kifejlesztett szimulációs modell szolgáltatja. A rendszer működését az oxidációs folyamatokon keresztül meghatározza az oxigénbevitel. Térbeli eloszlása véletlenszerű, mert a gyökerek körül kialakuló aerob zónák alakja adott berendezésre nem határozható meg, illetve matematikai módon nem írható le. A vízinövényes talajszűrők fentiekben említett aerob-anaerob mátrix-szerkezetét a 2. ábra szemlélteti. szimulációhoz tartozó reakciósebességi állandók meghatározása a szakirodalmi adatok alapján történt. [Börner, 1992] A kutatómunka egyik eredménye, hogy sikerült két olyan belső paramétert alkotni, melyek segítségével a vízinövényes talajszűrők viselkedését egyszerűen lehet tanulmányozni. A modell egyik belső paramétere az egy keresztmetszeten belüli aerob térfogatelemek aránya a teljes keresztmetszeti térfogathoz viszonyítva. Értéke 0 és 1 között változhat. Ezt a paramétert a szennyvíz oxigénfogyasztása és a növények által térfogatarányosan bejuttatott oxigén mennyisége 18