Vízminőség változása ivóvízellátó rendszerekben: kísérletek és modellezés
Change of water quality in water distribution systems: experiments and modeling
Keywords:
water distribution system, water quality, biofilm modelling, experiment, /, vízelosztó hálózat, vízminőség, biofilm modellezés, kísérletAbstract
The primary task of drinking water supply networks is to deliver drinking water of sufficient quality and quantity to domestic and industrial consumers. The usual engineering approach focuses on quantity (hydraulic properties: pressure, flow rate), with less attention paid to water quality, which is typically the responsibility of chemical engineers. However, the two aspects are of course intertwined in a real network: e.g. water velocity has a fundamental influence on residence time, chlorine concentration and other quality characteristics. The present paper describes an experimental set-up in the laboratory of the HDR Department, which allows the investigation of important water quality characteristics (e.g. pH, dissolved oxygen, turbidity, conductivity) under controlled conditions and the determination of microbial concentration. The possibilities of incorporating the data measured with the equipment into water quality simulations are also briefly described.
Kivonat
Az ivóvízellátó hálózatok elsődleges feladata a megfelelő minőségű és mennyiségű ivóvíz eljuttatása a lakossági és ipari fogyasztókhoz. A szokásos gépészmérnöki megközelítés a mennyiségre (hidraulikai jellemzők: nyomás, térfogatáram) koncentrál, a vízminőségre kevesebb figyelem jut és jellemzően a vegyészmérnökök feladatának tekintjük. Ugyanakkor a két szempont természetesen összefonódik egy valós hálózatban: pl. a vízsebesség alapvetően befolyásolja a tartózkodási időt, klórkoncentrációt és egyéb minőségi jellemzőket. Jelen dolgozat a HDR Tanszék laboratóriumában felépült kísérleti berendezést mutatja be, amely kontrollált körülmények között teszi lehetővé a fontosabb vízminőségi jellemzők (pl. pH, oldott oxigén, turbiditás, vezetőképesség) vizsgálatát ill. a mikroba koncentráció meghatározáshoz szükséges tenyésztést. Röviden ismertetjük a berendezés segítségével mért adatok beépítésének lehetőségeit is vízminőségi szimulációkhoz.
References
Batté, M., Appenzeller, B. M., Grandjean, D., Fass, S., Gauthier, V., Jorand, F., Block, J. C. (2003). Biofilms in drinking water distribution systems. Reviews in Environmental Science and Biotechnology, 2, 147-168. Sandu V., Chiru, A. Automotive fuels, Matrix Rom, Bukarest, 2007.
Öllős Géza: Vízminőség-változás a vízelosztó rendszerekben, Közlekedési Dokumentációs Kft., 2008, ISBN 978-963-552-412-9
Daniel R. Noguera, Satoshi Okabe, Cristian Picioreanu: Biofilm modeling: present status and future directions, Water Science and Technology, Volume 39, Issue 7, 1999, 273-278, ISSN 0273-1223
Horn, H., Lackner, S. (2014). Modeling of Biofilm Systems: A Review. In: Muffler, K., Ulber, R. (eds) Productive Biofilms. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, vol 146. Springer, Cham.
Chaudhry, M.A.S. and Beg, S.A. (1998), A Review on the Mathematical Modeling of Biofilm Processes: Advances in Fundamentals of Biofilm Modeling. Chem. Eng. Technol., 21: 701-710.
Wanner, O. and Gujer, W. (1986), A multispecies biofilm model. Biotechnol. Bioeng., 28: 314-328
E. Morgenroth, H.J. Eberl, M.C.M. van Loosdrecht, D.R. Noguera, G.E. Pizarro, C. Picioreanu, B.E. Rittmann, A.O. Schwarz, O. Wanner; Comparing biofilm models for a single species biofilm system. Water Sci Technol 1 June 2004; 49 (11-12): 145–154.
Pizarro, G., Griffeath, D. and Noguera, D.R. (2001). Quantitative cellular automaton model for biofilms. J. Environ. Eng.-ASCE, 127(9), 782–789.
Picioreanu, C., van Loosdrecht, M.C.M. and Heijnen, J.J. (1998). Mathematical modeling of biofilmstructure with a hybrid differential discrete cellular automaton approach. Biotech. Bioengr., 58(1),101–116.
Morgenroth, E. and Wilderer, P.A. (2000). Influence of detachment mechanisms on competition in biofilms. Wat. Res., 34(2), 417–426.
Morgenroth, E., Eberl, H.J. and van Loosdrecht, M.C.M. (2000a). Evaluating 3-D and 1-D mathematical models for mass transport in heterogeneous biofilms. Wat. Sci. Tech., 41(4–5), 347–356.
