Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)

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

DOMBAY G. - ÖLLÖS G.: Az ivóvizeiosztó rendszerek modellezése 47 Ennek okai: - a maradék klór koncentráció a megfelelő vízminőség szükséges (bár nem elégséges) feltétele; - a maradék klór koncentráció korrelál a tartózkodási idővel, egyéb paraméterek esetén (pl. BDOC, coliform és HPC baktériumszám) ez a korreláció nem feltétlen mutatkozik (Goshko et al.. 1983; Reilly et a/.. 1983; Kemeisetal., 1995); - a klórfogyás elsőrendű reakciókinetikával jó közelítéssel jellemezhető (pl. Tansley et al., 1993; Elton et al.. 1994); - a maradék klór koncentráció könnyen mérhető paraméter. A klórfogyás elsőrendű reakciókinetikával történő jellemzésekor nem szabad megfeledkezni ennek pszeudoelsőrendű voltáról (C-hambers et al, 1995). A biofilm klórfogyasztási kinetikája azonban összetettebb, az esetek nagy többségében ezt a k reakciókinetikai konstans függvénnyel történő helyettesítésével veszik figyelembe (pl. EPANET modell, Rossman, 1993). i : 3 kezdeti klórkoncentráció. C

0, • turbulens iramlis • ta/núúhs áramlói 1. ábra Az áramlási sebesség hatása a klórfogyás kinetikájára ivóvízvezeték esetében Piriou et al. (1996a) lamináris és turbulens áramlási viszonyok hatását vizsgálta a csőbeli klórfogyás sebességére (/. ábra). Az ábra alapján megállapítható, hogy kis (lamináris) áramlási sebességeknél a klórfogyás sebességének mértéke kicsi, mivel a biofilmbe történő fajlagos klórtranszport limitált. (Az is látható, hogy önmagukban a kis áramlási sebességek nem feltétlenül játszanak meghatározó szerepet a vízminőség romlásban.) Egyparaméteres modell alkalmazásakor nincs mód a különböző, egymással gyakorta ellentétes hatású befolyásoló tényező figyelembe vételére. A k reakciókinetikai konstans csak adott állapotra, meghatározott feltételek fennállása esetén tekinthető valóban konstansnak. A részfolyamatok figyelembevételéhez szükséges a vízminőségi paraméterek modellbe történő integrálása. A franciaországi CIRSEE kutatóintézet által kifejlesztett PICCOLO ivóvízminőségi modell alapja a 2. ábrán értelmezett folyamat rendszer (Dukan et al. 1996). A modell a biológiailag lebontható oldott szerves szén (BDOC) paraméterrel jellemzi a tápanyag és a biomaszsza mennyiségét a hálózatban. Figyelembe veszi a vízhőmérséklet és a maradék aktív klór hatását, a biofilmképződést és -leválást is. A modell mind a víztérben, mind a csőfalon végbemenő mikrobiológiai folyamatokat, így a tápanyagforgalmat is leíija. (Az irodalomból ismeretes Luetal.. 1995, többparaméteres modellje.) A többparaméteres modellek alkalmazásával a hálózatban végbemenő igen összetett folyamat rendszerek részletes mikrobiológiai összefüggések és transzportfolyamatok segítségével elemezhetők. Növekedés ft Növekedés 2. ábra Fő vízminőség-változási folyamatok az elosztó hálózatban 3. A modellek felépítése A hálózati ivóvizminőségi modellek alapját minden esetben hidraulikai modell alkotja. A hidraulikai modell számítja azokat a hidraulikai jellemzőket (pl. áramlási irány és sebesség), amelyek a vízminőségi modell transzport folyamatainak feltétel rendszerét adják. Tekintettel arra, hogy az alkalmazott hidraulikai modellek kvázi-permanens üzem-szimuláción alapulnak, a vízminőségi modell kvázi-dinamikus jellegű (Dombay. 1996). - vízfogyasztás - csőátmérők - csőanyagok - hálózat-geometria PICCOLO hidraulikai modell [Vízminőségi modellek: j- klórfogyás '- vízhozam - áramlási seöesség • áramlási irány - nyomás • tartózkodási idő .- nyomásveszteség j- szennyezóanyag^ , terjedés bakteriális növekedés ^ üledékképzidés !vizminőségi Iparaméterek 3. ábra A PICCOLO vízminőségi modell felépítése