Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)

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

[48 I liDKULÖGIAl KÖZLÖNY 1998. 78. ÉVF. 1. SZ. Maga a vízminőségi modell az elemi csőreaktor mérleg-egyenletén alapul. Az elosztóhálózat az elemi csőreaktorokból felépített komplex rendszerként modellezhető. A csőreaktor mérlegegyenletének megoldására többféle módszer ismeretes, pl. DVEM, diszkrét térfogatelemes módszer (Rossman et a/., 1993), EDM, eseményvezérelt módszer (Boulos et a!., 1995). A reaktorrendszer számításához a reaktorelemek csatlakozási feltételeit szükséges megadni. A többparaméteres modell felépítése a PICCOLO ivóvízminőségi modell példáján értelmezhető (3. ábra, Piri ou et a!., 1996a). Az ábra alapján érzékelhető, hogy többparaméteres modell esetén a számításokhoz igen nagy számú adat ismeretére van szükség. A modell alkalmazásával azonban számos folyamat szimulációja elvégezhető, ami lehetővé teszi az üzemeltető számára a káros folyamatok kialakulásának megelőzését, ill. a védekezési stratégiák kidolgozását. 4. Az ivóvízminőségi modellezés lehetőségei Melyek azok az előnyök, amelyek a tervező és az üzemeltető számára a hálózati ivóvízininőségi modellek alkalmazásakorjelentkezhetnek? Egyparaméteres modellek esetén: - konzervatív, ill. nem-konzervatív, ismert kinetikájú szennyezőanyag terjedésének elemzése a hálózatban, térben és időben. Ennek eredményeként elvégezhető - az ismeretlen forrásból származó szennyeződés eredetének megállapítása, - a havária eset bekövetkezésekor védekezési stratégia kialakítása. - a klórfogyás elemzése a hálózatban: - a klórhiányos és túlzott klórkoncentrációjú helyek identífikálása ("klórtérkép"), - a klóradagolás optimalizálása, - a szükséges utóklórozási helyek meghatározása. - a jellemző vízmintavételi helyek meghatározása. - több betáplálási hellyel rendelkező hálózat esetén a vízkeveredés elemzése a hálózatban. A különböző betáplálások adott helyre gyakorolt hatásának elemzése. - a tározó-elhelyezés hatása a vízminőség-változásra. Tározók helyének optimális megválasztása a hálózatban. - a szivattyúzási üzemrend optimalizálása, az ivóvízminőség korlátozó feltételként történő figyelembevételével (Mészáros, 1995). Többparaméteres modellek esetén, az előzőeken felül: - a biológiai aktivitás modellezése, mely alapján elemezhető - a baktériumszám alakulása a víztérben és a csőfalon. - a tápanyagforgalom, - a környezeti tényezők (nyersvíz minőség, tisztítástechnológia) hatása a biofilmre, - a hidraulikai viszonyok, csőátmérők hatása a biofilm-kialakulásra. - a klórfogyasztás modellezése tényleges kinetika. baktericid hatás alapján. - a tápanyagok, a maradék klór, a baktériumszám alapján meghatározhatók - a közegészségügyi kockázatot jelentő zónák elhelyezkedése, - íz-szag panaszok lehetséges helyei. - a biofilin-reaktor dinamikus viselkedésének tanulmányozása változó környezeti-üzemeltetési feltételek hatására. - üledékképződés, kiiilepedés és a biofilm-leválás szimulálása. - csőtisztítási program megtervezése. 5. Alkalmazás Egyparaméteres modellek gyakorlati alkalmazására ma már számos esettanulmány ismeretes (pl. Chambers eta/., 1995; Clark, 1994; Heraud et al„ 1997; Piriou et al., 1996, 1996a). Vízminőségi modellek használatakor kritikus, hogy rendkívül gondosan kalibrált hidraulikai modell álljon rendelkezésre. Mivel az áramlási jellemzők a hálózat transzport-folyamatait döntően meghatározzák, a hidraulikai kalibrálást számos esetben nyomjelző anyag ivóvízbe juttatásával segítik (Clark 1994). A fluorid alkalmazása célszerű, stabilitása és könnyen mérhető volta miatt. Szakaszos adagolással a terjedés - adott ponton való megjelenés - ideje mérhető. A hálózati klór-koncentráció modellezéséhez szükséges a klórfogyasztás kinetikai konstansainak meghatározása, víztérre és csőfalra egyaránt. Figyelembe véve a konstansok közelítő voltát, valamint a befolyásoló paraméterek nagy számát, nyilvánvaló, hogy a meghatározásuk nem terjedhet ki a hálózat minden egyes elemére és üzemállapotára. Ennek folytán a mintavételek térbeli és időbeni helyének célszerű megválasztása igen gondosan kell, hogy történjék. A mintázási stratégia optimális megtervezése matematikai statisztikai módszerek segítségével végezhető el (pl. Lee etal, 1991). 0 2 4 6 4. ábra On-line mikroszenzorral mért és modell által számított klórkoncentráció értékek az elosztóhálózat adott pontján A megfelelő modell-kalibráláshoz szükséges klórkoncentráció mérés on-line mikroszenzorok alkalmazását igényli. Nagy számban elhelyezett szenzorok segítségével az üzemeltető mindig aktuális információval rendel-