Biológiai folyamatok modellezése vízellátó rendszerekben
A dolgozat tárgya ivóvízellátó hálózatok biológiai viselkedésének feltárása – a csővezetékrendszerben előforduló mikroorganizmusok (baktériumok, protozoák stb.) terjedésének szempontjából. A vízhálózat mikrobiológiájának és hidraulikájának modellezés célja e rendszerek gyenge pontjanak (ahol nagyobb eséllyel szaporodnak fel az ember számára ártalmas mikroszervezetek) feltárása és továbbfejlesztési lehetőségeinek viszgálata (pl. klórozás optimalizálása). Ivóvízhálózatokban a mikroorganizmusok a csővezeték belső felületén kialakuló ún. biofilmben helyezkednek el és komplex kapcsolatban vannak a víztestben jelenlévő tápanyagokkal és mikroorganizmusokkal. Bár a kapcsolódó szakirodalomban számos modell létezik biofilm viselkedés leírására, ezek általában lokális modellek és nincsenek integrálva nagyméretű csővezetékhálózatok vizsgálatára alkalmas rendszerekbe.
A dolgozatban egy olyan biofilm modellt ismertetek, mely alkalmas mikroorganizmusok viselkedésének leírására nagyméretű hidraulikai rendszerekben. A modell a víztestben és a biofilmben található mikroorganizmus- és tápanyagkoncentrációra ad becslést konvektív-diffúzív időfüggő egyenleteken keresztül. A mikrobák növekedését leíró ún. Monod-kinetikai modell paramétereit egy ténylegesen elvégzett mikrobiológiai méréssorozat eredményeire illesztem, ezzel biztosítva a valóságot közelítő viselkedést a szimulációkban. A modell működését egy kisebb csővezetékrendszeren történő szimuláción keresztül mutatom be.
szerző
-
Várszegi Bence
Gépészeti modellezés mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
