Aksiālās dispersijas ietekme uz dzeramā ūdens kvalitātes izmaiņām dzeramā ūdens apgādes tīklā

Abstract

Tīrs dzeramais ūdens ir jebkuras civilizācijas pamatā, līdz ar to tā kvalitātei ir jāpievērš ļoti liela uzmanība. Lai arī dzeramā ūdens kvalitāte ūdens sagatavošanas un attīrīšanas iekārtās ir augsta, tā mēdz pasliktināties dzeramā ūdens apgādes tīklā. Pasaulē problēmas, kas saistītas ar dzeramā ūdens estētiskām īpašībām, dzīvībai bīstamu dezinfekcijas blakusproduktu samazināšanu, kā arī attiecīga rīcības plāna sagatavošanai, gadījumos, ja patērētāji saindējas ar nekvalitatīvu dzeramo ūdeni, arvien biežāk parādās prasībās dzeramā ūdens apgādes sistēmu apkalpojošajiem uzņēmumiem. Šīs visas problēmas ir saistītas ar dzeramā ūdens kvalitātes izmaiņām dzeramā ūdens apgādes tīklā. Šādu problēmu risināšanai un prognozēšanai tiek izmatotas datorsimulācijas. Datorsimulācijām izmantotās modelēšanas programmas ir neprecīzas, jo tās nespēj precīzi modelēt, kā dzeramā ūdens apgādes sistēmā izplatās ķīmisko vai bioloģisko vielu daļiņas, jo visās līdz šim izstrādātajās modelēšanas programmās ir iestrādāts pieņēmums, ka daļiņas cauruļvados kustas tikai ar advekcijas mehānisma palīdzību un netiek ņemta vērā aksiālās dispersijas ietekme. Tas ir, tiek pieņemts, ka daļiņas kustas reizē ar ūdens daļiņām. Cauruļvados plūstošu šķidrumu aksiālā jeb garuma dispersija rodas masas transporta procesā, kad piesārņojuma daļiņas ūdenī nevienmērīga plūsmas šķērsgriezuma ātruma sadalījuma ietekmē izplešas garenvirzienā. Darba mērķis ir ar mērījumiem speciāli izveidotā miniatūrā ūdensapgādes tīklā, noskaidrot aksiālās dispersijas ietekmi uz piesārņojuma izplatību ūdenī un līkumu ietekmi uz to, kā arī pilnveidot ūdensapgādes tīklu modelēšanā izmantoto programmu Epanet 2.0 iekļaujot tajā aksiālās dispersijas ietekmi. Lai noteiktu potenciāla piesārņojuma izplatību, tiek veikti eksperimenti pielietojot tā saucamo „treiseru” metodi. Eksperimentos ūdens apgādes sistēmā tiek ievadīts šķidrums ar paaugstinātu elektrovadītspēju (EVS), kurā pēc tam tālāk tīklā tiek mērīta ar rokas un on-line EVS mērītājiem (Cond 315i, (WTW, Germany) ar mērījumu precizitāti 1.5% un HACH 3400scTM (Dr.Bruno Lange GmbH&Co, Germany) ar mērījumu precizitāti 2 %). Kopumā tika veikti 48 eksperimenti, lai noskaidrotu piesārņojuma izplatīšanās atkarību no līkumu skaita cauruļvadā, attāluma un plūsmas ātruma. Eksperimentu veikšanai tiek izmantota daļa no RTU ŪITK telpās esošās pilota iekārtas, kā arī tika speciāli konstruēts 36 metru garš taisns cauruļvads. Attēlā redzama atšķirība starp modelēto piesārņojuma izplatību un eksperimentāli noteikto. Darba rezultāti ļaus paredzēt citu vielu piemēram Bacillus subtilis sporu, izplatību minētajā pilota iekārtā, kā arī dos iespēju pilnīgāk izprast vielu koncentrāciju izmaiņas ūdensapgādes sistēmās