Neues Modell der Chlorwandreaktion zur Simulation der Chlorkonzentration in Trinkwasserverteilungssystemen

Eine genaue Modellierung der Chlorkonzentration in einem Trinkwassersystem erfordert fundierte mathematische Beschreibungen der Zerfallsmechanismen in Schüttwasser und an Rohrwänden. Wandreaktionsraten entlang von Rohrleitungen in drei verschiedenen Systemen wurden aus Unterschieden zwischen Feldchlorprofilen und genau modelliertem Massenzerfall berechnet. Ausgekleidete Rohre mit ausreichend großen Durchmessern (> 500 mm) und höheren Chlorkonzentrationen (> 0,5 mg / l) hatten vernachlässigbare Wandabfallraten im Vergleich zu Schüttabfallraten. Weiter stromabwärts stieg die Wandreaktionsrate konstant an (Spitzenwert um 0,15 mg / dm2 / h), als die Chlorkonzentration abnahm, bis der Massentransport zur Wand die Wandreaktion kontrollierte. Diese Ergebnisse widersprechen Wandreaktionsmodellen, einschließlich derjenigen, die in der EPANET-Software enthalten sind, die annehmen, dass der Wandzerfall entweder nullter Ordnung (konstante Zerfallsrate) oder erster Ordnung ist (die Wandzerfallsrate nimmt mit der Chlorkonzentration ab). Stattdessen stimmen die Ergebnisse mit der Erleichterung der Wandreaktion durch Biofilmaktivität und nicht mit chemischen Oberflächenreaktionen überein. Ein neues Modell der Wandreaktion kombiniert den Effekt der Biofilmaktivität, die durch Chlorkonzentration und Massentransportbegrenzung moderiert wird. Dieses Wandreaktionsmodell mit einem genauen Massenchlor-Zerfallsmodell ist für eine ausreichend genaue Vorhersage von Chlorresten gegen Ende von Verteilungssystemen und damit für die Kontrolle der mikrobiellen Kontamination unerlässlich. Die Implementierung dieses Modells in EPANET-MSX (oder ähnlicher) Software ermöglicht die genaue Chlormodellierung, die zur Verbesserung der Desinfektionsstrategien in Trinkwassernetzen erforderlich ist. Neue Erkenntnisse über die Wirkung von Chlor auf den Biofilm können auch dazu beitragen, den Biofilm so zu kontrollieren, dass Chlorreste erhalten bleiben.

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