Wiadomości bez granic
Przedmiotem artykułu jest matematyczny model wzrostu ilości bakterii w systemach dystrybucji wody. W modelu tym uzależniono koszt utrzymania dobrej jakości wody od prędkości jej przepływu, jej dotlenienia oraz chlorowania. Mikrobakteryjny proces opisany został dzięki uproszczeniu poprzednio opracowanych modeli. Zastosowano nowy algorytm. Metoda różni się od wcześniejszych rozdzieleniem procesu transportu wody i reakcji w niej zachodzących. Umożliwia wybranie spośród algorytmów numerycznych tego, który najlepiej odpowiada właściwemu procesowi. Rozwiązanie pozwala na analizę składu wody oraz stężenia zawartych w niej związków.
Wyniki otrzymane z wdrażania tego modelu porównano z tymi, jakie uzyskuje się przy stosowaniu EPANET-u. Miało to pokazać znaczenie czasu pobytu wody w sieci, szczególnie podczas małego zapotrzebowania na wodę, a tym samym przy małej prędkości jej przepływu.
Wyniki pracy prezentował V.L. Snoeyink w ramach otwartych wykładów, zorganizowanych przez Kanadyjski Związek Inżynierów oraz Instytut Środowiska i Zasobów Wodnych ASCE na konferencji Inżynierów Środowiska w Ontario (Kanada) 22 lipca 2002 r.
Reakcje zachodzące w skorodowanych stalowych rurach wodociągowych mogą prowadzić do znaczącego pogorszenia jakości wody. Zaprezentowano system pojęć, istotny dla pokazania procesu tworzenia się i wzrostu związków żelaza w rurach oraz reakcji, które prowadzą do zabarwienia wody. Większość produktów korozji ma charakterystyczną strukturę, taką jak luźne warstwy przyczepione do ścian rur czy porowate łuski. Zgodnie z modelem, intensywność korozji wzrasta wewnątrz rur poprzez reakcje produktów korozji w wyniku zamiany stali na jony żelaza. Utlenianie się żelaza rośnie wraz ze zwiększeniem się odległości od ścian rur. Skala zachodzących reakcji pozwala na przedostanie się tlenku żelaza do wody, co powoduje jej zabarwienie. Kontrola jakości wody oraz zmiana porowatości łusek ma duże znaczenie przy próbach zmniejszenia ilości żelaza przekazywanego do wody. Przewiduje się, że opracowany model pojęciowy będzie wykorzystywany do analiz zmian jakości wody i minimalizowania jej zabarwienia oraz jako pomoc do dalszych badań.
W badaniu mieszanin wód w istniejącym systemie wodociągowym został wykorzystany zbiór równań opisujących równowagę węglanową w wodzie. Do obliczenia całkowitej zasadowości i współczynnika pH, wynikających z mieszania się dwóch wód o różnym pochodzeniu, zastosowano model teoretyczny. Dokładność danych sprawdzona została eksperymentalnie. Uzyskane w ten sposób wyniki potwierdziły wyliczenia teoretyczne z akceptowalną dokładnością. Dwie główne przyczyny ewentualnych błędów w wyliczeniu indeksu Langeliera zostały zbadane i porównane graficznie. Pierwsza była rezultatem możliwej niedokładności danych (przy założeniu, że nie odbiegała od normalnego poziomu błędu w badaniach laboratoryjnych). Druga spowodowana była pominięciem w obliczeniach związków nieorganicznych zawierających wapń i magnez.
W wielu przypadkach stosowania modeli do analiz zmian jakości wody w systemach wodociągowych zaobserwowano, że badane po pobraniu próbki wody stężenie chloru w wodzie nie zgadza się z obliczanym z zastosowanego modelu teoretycznego. Za ważne uznano prawidłowe ustalanie zawartości chloru w węzłach zasilania sieci, co skutkuje większą dokładnością w ustalaniu dawek chloru w trakcie wtórnego chlorowania. Opracowany został model pozwalający ocenić rozkład stężenia chloru w sieciach wodociągowych. Wykorzystuje on uproszczone dwuwymiarowe równania, opisujące transport i rozkład chloru w pojedynczych rurociągach, uwzględniając przepływ konwekcyjny i reakcję chloru ze ściankami rury. W trakcie badań opracowano również program komputerowy o nazwie DYNAQ, którego zadaniem jest śledzenie transportu i rozkładu chloru w czasie. Znalazł on zastosowanie w pomiarach chloru w Zarządzie Gospodarki Wodnej w południowo-środkowym regionie Connecticut. W materiałach znajduje się również porównanie wyników, otrzymanych w efekcie zastosowania opracowanego modelu, z wynikami otrzymanymi przy zastosowaniu modeli stosowanych wcześniej.
Opracowanie: redakcja
Wyniki otrzymane z wdrażania tego modelu porównano z tymi, jakie uzyskuje się przy stosowaniu EPANET-u. Miało to pokazać znaczenie czasu pobytu wody w sieci, szczególnie podczas małego zapotrzebowania na wodę, a tym samym przy małej prędkości jej przepływu.
Zhang W.: Model wzrostu bakterii w systemach dystrybucji wody
“Journal of Environmental Engineering” vol. 130, no. 9, wrzesień 2004
“Journal of Environmental Engineering” vol. 130, no. 9, wrzesień 2004
Wyniki pracy prezentował V.L. Snoeyink w ramach otwartych wykładów, zorganizowanych przez Kanadyjski Związek Inżynierów oraz Instytut Środowiska i Zasobów Wodnych ASCE na konferencji Inżynierów Środowiska w Ontario (Kanada) 22 lipca 2002 r.
Reakcje zachodzące w skorodowanych stalowych rurach wodociągowych mogą prowadzić do znaczącego pogorszenia jakości wody. Zaprezentowano system pojęć, istotny dla pokazania procesu tworzenia się i wzrostu związków żelaza w rurach oraz reakcji, które prowadzą do zabarwienia wody. Większość produktów korozji ma charakterystyczną strukturę, taką jak luźne warstwy przyczepione do ścian rur czy porowate łuski. Zgodnie z modelem, intensywność korozji wzrasta wewnątrz rur poprzez reakcje produktów korozji w wyniku zamiany stali na jony żelaza. Utlenianie się żelaza rośnie wraz ze zwiększeniem się odległości od ścian rur. Skala zachodzących reakcji pozwala na przedostanie się tlenku żelaza do wody, co powoduje jej zabarwienie. Kontrola jakości wody oraz zmiana porowatości łusek ma duże znaczenie przy próbach zmniejszenia ilości żelaza przekazywanego do wody. Przewiduje się, że opracowany model pojęciowy będzie wykorzystywany do analiz zmian jakości wody i minimalizowania jej zabarwienia oraz jako pomoc do dalszych badań.
Sarin P.: Skala korozji
„Journal of Environmental Engineering” vol. 130, no. 4, kwiecień 2004
„Journal of Environmental Engineering” vol. 130, no. 4, kwiecień 2004
W badaniu mieszanin wód w istniejącym systemie wodociągowym został wykorzystany zbiór równań opisujących równowagę węglanową w wodzie. Do obliczenia całkowitej zasadowości i współczynnika pH, wynikających z mieszania się dwóch wód o różnym pochodzeniu, zastosowano model teoretyczny. Dokładność danych sprawdzona została eksperymentalnie. Uzyskane w ten sposób wyniki potwierdziły wyliczenia teoretyczne z akceptowalną dokładnością. Dwie główne przyczyny ewentualnych błędów w wyliczeniu indeksu Langeliera zostały zbadane i porównane graficznie. Pierwsza była rezultatem możliwej niedokładności danych (przy założeniu, że nie odbiegała od normalnego poziomu błędu w badaniach laboratoryjnych). Druga spowodowana była pominięciem w obliczeniach związków nieorganicznych zawierających wapń i magnez.
Dąbrowski W., Buchta R., Mackie R.I.: Wpływ mieszania się wód na równowagę węglanową w systemie wodociągowym
“Journal of Environmental Engineering” vol. 130, no. 9, wrzesień 2004
“Journal of Environmental Engineering” vol. 130, no. 9, wrzesień 2004
W wielu przypadkach stosowania modeli do analiz zmian jakości wody w systemach wodociągowych zaobserwowano, że badane po pobraniu próbki wody stężenie chloru w wodzie nie zgadza się z obliczanym z zastosowanego modelu teoretycznego. Za ważne uznano prawidłowe ustalanie zawartości chloru w węzłach zasilania sieci, co skutkuje większą dokładnością w ustalaniu dawek chloru w trakcie wtórnego chlorowania. Opracowany został model pozwalający ocenić rozkład stężenia chloru w sieciach wodociągowych. Wykorzystuje on uproszczone dwuwymiarowe równania, opisujące transport i rozkład chloru w pojedynczych rurociągach, uwzględniając przepływ konwekcyjny i reakcję chloru ze ściankami rury. W trakcie badań opracowano również program komputerowy o nazwie DYNAQ, którego zadaniem jest śledzenie transportu i rozkładu chloru w czasie. Znalazł on zastosowanie w pomiarach chloru w Zarządzie Gospodarki Wodnej w południowo-środkowym regionie Connecticut. W materiałach znajduje się również porównanie wyników, otrzymanych w efekcie zastosowania opracowanego modelu, z wynikami otrzymanymi przy zastosowaniu modeli stosowanych wcześniej.
Ozdemir O.N., Ucak A.: Symulacja zmian stężenia chloru w sieciach wodociągowych
“Journal of Environmental Engineering” vol. 128, no. 1, styczeń 2002
“Journal of Environmental Engineering” vol. 128, no. 1, styczeń 2002
Opracowanie: redakcja
