Modelowanie symulacyjne zmian zawartości chloru w wodzie wodociągowej w warunkach eksploatacyjnych wybranego systemu dystrybucji

• Autorzy: Zimoch Izabela , Bartkiewicz Ewelina

Warianty tytułu

EN

Simulation modeling of chlorine content variation in water for different operating conditions of the water distribution system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Modele symulacyjne (Epanet, Piccolo, Mike Net, WaterCad) są powszechnymi narzędziami analitycznymi, które umożliwiają badania różnych scenariuszy eksploatacyjnych systemów zaopatrzenia w wodę. Są one wykorzystywane między innymi do szacowania wartości parametrów hydraulicznych pracy sieci wodociągowej w zmiennych stanach zapotrzebowania na wodę. Modele hydrauliczne są również używane do modelowania zmian jakości wody, których zakres w dużej mierze zależy od warunków hydraulicznych pracy systemu wodociągowego. W artykule przedstawiono wyniki symulacji zaniku chloru według trzech scenariuszy pracy systemu zaopatrzenia w wodę, obejmujących minimalne, średnie i maksymalne zapotrzebowanie na wodę w 2017 r. Wyniki symulacji wykorzystano do zbudowania statystycznego modelu zmian zawartości chloru wolnego w wodzie wodociągowej, biorąc pod uwagę odległość od punktu wprowadzenia chloru, prędkość przepływu wody i szybkość zaniku chloru w strumieniu transportowanej wody. Zbudowany model wykazał, że warunki hydrauliczne pracy systemu wodociągowego miały duży wpływ na jakość transportowanej wody, podczas gdy wpływ współczynnika zaniku chloru był zdecydowanie mniejszy. Stwierdzono, że korzystne warunki hydrauliczne, z uwagi na jakość wody wodociągowej, wystąpiły przy przepływie wody w sieci z prędkością powyżej 0,5 m/s.

EN

Simulation models (Epanet, Piccolo, Mike Net, WaterCad) are common analytical tools employed to evaluate various operational scenarios of water supply systems. Their use includes estimating hydraulic conditions for variable water demand in water pipe networks. Hydraulic models are also used to design changes in water quality, the scope of which largely depends on hydraulic conditions of water supplies. The paper presents the simulation results of free residual chlorine decay according to three operational scenarios for the water supply system, including minimum, medium, and maximum water demand from year 2017. The results were used to build a statistical model of free residual chlorine concentration changes in water, considering the distance from the disinfectant dosing point, water flow velocity, and bulk chlorine decay rate. According to the constructed model, hydraulic conditions had a major impact on quality of the supplied water, while the free residual chlorine decay factor proved less significant. Favorable conditions with respect to tap water quality were noted for the water flow velocity above 0.5 m/s.

Słowa kluczowe

PL

system zaopatrzenia w wodę; sieć wodociągowa; jakość wody; dezynfekcja wody; chlor pozostały; model symulacyjny jakości wody; statystyczny model predykcyjny

EN

water supply system; water pipe network; water quality; water disinfection; free residual chlorine; water quality simulation model; predictive statistical model

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 41, nr 1
• Strony: 17--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zimoch Izabela

autor

Bartkiewicz Ewelina

Bibliografia

• 1. A. JACHIMOWSKI: Factors affecting water quality in a water supply network. Journal of Ecological Engineering 2019, Vol. 20, No. 5, pp. 1–6
• 2. I. ZIMOCH, E. ŁOBOS: Comprehensive interpretation of safety of wide water supply systems. Environment Protection Engineering 2012, Vol. 38, No. 3, pp. 107–117.
• 3. Y. SHEN, C. HUANG, J. LIN, W. WU, N. J. ASHBOLT, W. T. LIU, T. H. NGUYEN: Effect of disinfectant exposure on Legionella pneumophila associated with simulated drinking water biofilms: Release, inactivation, and infectivity. Environmental Science & Technology 2017, Vol. 51, No. 4, pp. 2087–2095.
• 4. S. E. HRUDEY, L. C. BACKER, A. R. HUMPAGE, S. W. KRASNER, D. S. MICHAUD, L. E. MOORE: Evaluating evidence for association of human bladder cancer with drinking- water chlorination disinfection by-products. Journal of Toxicology and Environmental Health – Part B: Critical Reviews 2015, Vol. 18, No. 5, pp. 213–241.
• 5. S. E. HRUDEY, J. FAWELL: 40 years on: What do we know about drinking water disinfection by-products (DBPs) and human health? Water Science and Technology: Water Supply 2015, Vol. 15, pp. 667–674.
• 6. M. KUMARI, S. K. GUPTA, B. K. MIHRA: Multi-exposure cancer and non-cancer risk assessment of trihalomethanes in drinking water supplies – a case study of Eastern region of India. Ecotoxicology and Environmental Safety 2015, Vol. 113, pp. 433–438.
• 7. K. P. CANTOR: Drinking water and cancer. Cancer Causes and Control 1997, Vol. 8, No. 3, pp. 292–308.
• 8. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 7 grudnia 2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dziennik Ustaw 2017, poz. 2294.
• 9. I. ZIMOCH: Zastosowanie modelowania komputerowego do wspomagania procesu eksploatacji systemu wodociągowego. Ochrona Środowiska 2008, vol. 30, nr 3, ss. 31–35.
• 10. A. MUSZ, B. KOWALSKA, M. K. WIDOMSKI: Some issues concerning the problems of water quality modeling in distribution systems. Ecological Chemistry and Engineering S 2009, Vol. 16, No. 2, pp. 175–184.
• 11. D. NONO, I. BASUPI, P. T. ODIRILE, B. P. PARIDA: The effects of hydraulic performance and operation interventions on water quality: The case of Phakalane water distribution system in Botswana. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C 2018, Vol. 108, pp. 48–59.
• 12. L. A. ROSSMAN: EPANET 2 Users Manual. U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati 2000, pp. 187–188.
• 13. K. E. LANSEY, W. El-SHORBAGY, I. AHMED, J. ARAUJO, C. T. HAAN: Calibration assessment and data collection for water distribution networks. Journal of Hydraulic Engineering 2001, Vol. 127, No. 4, pp. 270–279.
• 14. T. M. WALSKI, D. V. CHASE, D. A. SAVIC, W. GRAYMAN, S. BECKWITH, E. KOELLE: Introduction to Water Distribution Modeling. In: Advanced Water Distribution Modeling and Management, Bentley Institute Press, Pennsylvania 2007, pp. 76–106.
• 15. I. ZIMOCH, E. SZYMURA: Niezawodności operatora w szacowaniu ryzyka eksploatacji systemów przemysłowych. Przemysł Chemiczny 2014, vol. 93, nr 1, ss. 111–116.
• 16. L. A. ROSSMAN, R. M. CLARK, W. M. GRAYMAN: Modeling chlorine residuals in drinking-water distribution systems. Journal of Environmental Engineering 1994, Vol. 120, pp. 803–820.
• 17. I. ZIMOCH, E. BARTKIEWICZ: Analysis of disinfectant decay in a water supply system based on mathematical model. Desalination and Water Treatment 2018, Vol. 134, pp. 272–280.
• 18. L. MONTEIRO, D. FIGUEIREDO, S. DIAS, R. FREITAS, D. COVAS, J. MENAIA, S. T. COELHO: Modeling of chlorine decay in drinking water supply systems using EPANET SX. Procedia Engineering 2014, Vol. 70, pp. 1192–1200.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).