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

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.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