A Magyar Hidrológiai Társaság XV. Országos Vándorgyűlése I. kötet (Kaposvár, 1997. július 9-11.)

CSATORNÁZÁS–SZENNYVÍZTISZTÍTÁS - Gampel Tamás: Szennyezőanyag eltávolítás modellezése vízinövényes talajszűrőkben

ahol ko - a reakciósebesség értéke alaphőmérsékleten [l/s], 0 - a változás intenzitását jellemző tényező [-], To - alaphőmérséklet [°C]. A fentiekből adódik a biokémiai almodell differenciálegyenlet-rendszere. A képletekben szereplő együtthatókra és állandókra még nem végeztek méréseket vízinövényes talajszűrők esetére. Mivel azonban a folyamatokat végző mikroorganizmusok a szennyvíztisztítás más típusaiban ismertek, ezért ezekből az identifikáció számára tájékozódó adatok nyerhetőek. 3.1.5 Almodellek összekapcsolása A vízinövényes talajszűrők modellezése az eljárás lényegéből fakadóan összetett. A modell négy elemre épül: a szennyvíz, a növényzet, a talaj és a mikroorganizmusok almodelljére. A környezet hatásait a berendezés nem befolyásolja (például a belső hőtermelődés elhanyagolható). Környezetével anyagot cserél, nyílt rendszer. Az aerob-anaerob mátrix-szerkezet leírása A teljes reakciótér és a szennyvíz áramlásának ismeretében a modell transzportegyenleteinek fizikai része meghatározható. A kritikus kérdés az oxigénbevitel két részének a felszíni diffúziónak és a növényi bevitelnek a kifejezése. A felszínről bediffundáló oxigén leírására van mód: az oxigén a felszíntől egy bizonyos mélyégig jut csak be és így két reakciótér részlet (egy aerob és egy anaerob) alakul ki. A két zóna között a határfelületre merőleges anyagforgalommal meg lehet közelíteni az aerob-anaerob zonalitást. (4. ábra) A növények gyökérzete által létrehozott aerob-anaerob zonalitást (vagy mátrix-szerkezetet) a hagyományos háromdimenziós transzportegyenletben - a gyökerek térbeli eloszlásának meghatározhatatlansága miatt - csak sztochasztikus taggal lehetne kifejezni. A másik megoldás a reakciótér felbontása kisebb, homogén (vagy aerob vagy anerob) elemekre: elemi cellákra, melyekre a folyamatosan, teljesen elkevert reaktor (CSTR) anyagmérleg egyenletét lehet felírni. (5.ábra) Az egyes elemekre a modellezés során ki lehet jelölni előre, hogy van-e oxigénbevitel vagy sem. Ezen a módon az oxigénbevitel kifejezésének kérdése könnyen megoldható, ellenben a megoldandó egyenletek száma a felbontás sűrűségével lesz arányos. Az elemi cellák méretét az oxigénnel ellátott zónák méretében kell maximálni, azaz a gyökerek 2-4 cm sugarú környezetében. Például egy 400 m

2 alapterületű és 60 cm átlagos vízmélységű (azaz 240 m

3 térfogatú) talajtér majdnem négy292