BioCon - A model for pathogens and biofilm in drinking water distribution systems

En modell för biologisk kontamination av dricksvattensystem är utvecklad som ett komplement till kommersiella mjukvaror. Modellen benämns Biofilm contamination model (BioCon), vilken utgörs av delmodeller för transport och biofilmer. De dominerande processerna beskrivs genom ett system av partiella differentialekvationer. BioCon inkluderar även en numerisk lösare för de biofysikaliska modellerna och visualisering av den tidsupplösta kontaminationen i systemet. BioCon är utformad för att kunna hantera många olika biologiska agens och miljöparametrar genom parametrisering av de styrande ekvationerna. De två patogenerna Escherichia coli och Cryptosporidium spp. utgör pilotagens i denna rapport och relevanta egenskaper hos dem diskuteras. Förslag på parametrisering ges för E. coli baserad främst på publicerad litteratur men också till del från preliminär data från laboratorieexperiment genomförda under detta projekt. Modellstrukturen av de viktigaste komponenterna såsom transport, inbindning/dissociation, utveckling av biofilm, och påverkan av temperatur, desinfektionsmedel och näringsämnen, är utformade för att ge upphov till beteenden som överensstämmer med rapporterade experimentell data och teoretiska modeller. Huvuddragen i BioCon har på detta sätt blivit verifierade med avseende på nuvarande kunskapsläge, vilket presenteras i denna rapport. Däremot har en omfattande och kvantitativ validering av BioCon, genom jämförelse med experimentell data för samma system av agens, miljöfaktorer och flöden, ej kunnat genomföras inom ramen för detta projekt. Detta rekommenderas som en framtida studie.