Öllős Géza: Vízminőség-változás a vízelosztó rendszerben (KÖZDOK Kft, Budapest, 2008)
2. Biofilm - 2.2. Biofilm - folyamatok
2. BIOFILM 29 2.2.3. A hidraulikai paraméterek hatása a biofilmre A hidraulikai paraméterek a vízelosztó rendszerben az üzemállapotok hatása alatt állnak. A hidraulikai viszonyok befolyásolják a biofilm képződés folyamatait és létét. A biofilm pedig befolyásolja a hidraulikai viszonyokat a biofilm felülete szomszédságában ill. azon belül (Wilderer et al. 1995; Dombay 2000). A vízelosztó rendszer vízterében a jellemző transzport mechanizmusok:- a konvekció és- a turbulens diffúzió. A biofilm és az áramló víz tere határfelületen két határréteg különböztethető meg:- a koncentráció határréteg és- a hidrodinamikai határréteg. Turbulens áramlás esetén, a víztérben lévő oldott anyagok radiális koncentrációgradiense gyakorlatilag zéró. Koncentráció gradiens a koncentráció határrétegben létezik. Maximuma a biofilm felületen jelentkezik {Lewandowski et al. 1994). Ebben a rétegben az uralkodó transzport mechanizmus a molekuláris diffúzió. A koncentráció határréteg vastagsága az áramlási sebesség függvényében 200-400 pm. A hidrodinamikai határréteg az áramlás turbulens-lamináris átmenet zónája. A réteg vastagsága 4000-5500 pm. A túlzott mértékű bakteriális vízminőségromlástól mentes ivóvízelosztó rendszerben a biofilm vastagsága 10-30 pm (L’Hostis 1996). A hidrodinamikai feltételek változása kihat a biofilm fertőtlenítés folyamatára is. Aktív klór jelenlétében az áramlási sebesség növelése fokozott mértékű biofilm leválást idéz elő. A biofilm-víztér határfelületen a klór koncentráció a víztérbeli érték 20-30%-a, vagyis a koncentráció határrétegbeli anyagátadási ellenállása jelentős. Az áramlási sebesség növekedésével a koncentráció határréteg vastagsága csökken, ami számottevően javíthatja a biofilm fertőtlenítés hatékonyságát. A vízelosztó rendszerben az áramlási sebesség növekedésével- nő a baktériumok, tápanyag, szabad aktív klór és egyéb szennyezőanyagok konvektiv transzportja a víztérben,- nő a turbulens diffúzió a víztérben,- csökken a koncentráció határréteg vastagsága, ennek hatására csökken a víz- tér-biofilm anyagátadási ellenállása,- a csőfalnál nő a nyíróerő. Az áramlási sebesség csökkenése ellentétes értelmű hatásokat eredményez {Dombay 2000). 2.2.4. Tartózkodási idő A vízelosztó rendszerbeli vízminőség változása idővariáns folyamat. A folyamatok kinetikája az idő függvénye. így a vízminőségi paraméterek és a tartózkodási idő
