VSA Berufsprüfung 2020 1
Berufsprüfung 2020 1
Berufsprüfung 2020 1
Zeichnen Sie ein schematisches Längsschnittbild einer Bakterienzelle mit den wichtigsten Strukturen.
Alle Bakterien bestehen aus der
Zellwand (Zw),
der Cytoplasma-Membran (Cm),
dem Cytoplasma (Cp) oder Zellsaft,
dem Chromosomenfaden (N) (Erbmaterial) sowie
den Ribosomen (Rb), wo die Eiweiss-Synthese, speziell der Aufbau der Enzyme (siehe weiter unten) erfolgt.
Weitere, weniger häufige, Strukturen sind:
Geisseln (Ge),
Pili (Pi),
Kapseln (Ka) oder Schleimhüllen.
Im Zellinnern sind manchmal sogenannte Plasmide (Pl) enthalten. Dabei handelt es sich um zusätzliches Erbmaterial.
In vielen Bakterien können nach entsprechender Anfärbung bei Betrachtung im Lichtmikroskop Zellleinschlüsse festgestellt werden. Worum handelt es sich und wozu dienen sie den Mikroorganismen.
Wichtige Zellinhaltsstoffe sind die Speicherstoffe. Diese erlauben den Mikroorganismen, bei ungenügendem Nahrungsangebot zu überleben.
Als Speicherstoffe kommen vor: Glykogen (Gly), Poly-β-Hydroxy-Buttersäure (PHB), Polyphosphatkörner (Po) sowie Fetttröpfchen (Li) und Schwefeleinschlüsse (S). Nach Anfärben mit speziellen Farbstoffen können sind unter dem Lichtmikroskop je nach Bakterium verschiedene Einschlüsse festgestellt werden.
Welches sind die sechs wichtigsten Elemente, die in der Biomasse der Bakterien enthalten sind?
Stimmt es, dass sich die Bakterien bei optimalen Nährstoffbedingungen durch Ausscheidung eiartiger Nachkommen, sogenannte Schwarmbakterien, vermehren können?
NEIN
Die Bakterien vermehren sich in der Regel ungeschlechtlich (keine weiblichen und männlichen Zellen) durch gewöhnliche Zweiteilung.
Wie wirkt sich die UV-Strahlung auf Mikroorganismen aus?
Die Chromosomenverdopplung ist sehr störungsanfällig. Gifte oder auch UV-Strahlung können diesen Prozess stark stören: es kommt zu Fehlern bei der Verdopplung, die Organismen sterben ab oder werden zumindest stark geschädigt.
Was bedeutet exponentielles Wachstum bei den Bakterien?
Das heisst, dass sich die Zellen pro Zeiteinheit verdoppeln.
Worin unterscheiden sich Blähschlamm und Schwimmschlamm? Stimmt die Behauptung, dass Schwimmschlamm immer einen hohen Belebtschlamm-Index aufweist?
Belebtschlamm, der fädige Bakterien enthät, weist eine lockere Flockenstruktur auf. Der Schlamm setzt sehr schlecht ab, er wird deshalb als Blähschlamm bezeichnet. Bei hohem Anteil von fädigen Bakterien ist der Belebtschlamm-Index stark erhöht (> 150 ml/g TS-Gehalt).
Schwimmschlamm: Neben den Gaseinschlüssen ist die wasserabstossende (fettliebende) Oberfläche von Nocardia zusätzlich für das Aufschwimmen verantwortlich. (Bildung des gefürchteten braunen Schaums)
Was verstehen Sie unter Biokatalysatoren
Auch Enzyme oder Fermente genannt, umgesetzt.
Sie bewirken, dass die biochemischen Prozesse auch bei Raumtemperatur ablaufen.
Erklären Sie die Wirkungsweise der Enzyme.
In Gegenwart von Enzymen muss weniger Aktivierungsenergie aufgewendet werden. --> Reaktionsbeschleuniger
Nennen Sie Faktoren, welche die Enzymaktivität beeinflussen.
Enzyme benötigen optimale Bedingungen für ihre maximale Aktivität:
pH-Wert, Temperatur, Salz-Konzentration.
Welche Eigenschaften weisen Enzyme auf?
- Enzyme sind Biokatalysatoren, welche die biochemischen Prozesse beschleunigen.
- Enzyme werden nicht „verbraucht“.
- Enzyme sind substratspezifisch, sie können nur bestimmte Verbindungen umwandeln und nur einzelne Reaktionsschritte katalysieren.
- Der Aufbau (Synthese) der Enzyme benötigt viel Energie.
- Enzyme können durch Endprodukte und Substrate gehemmt werden.
- Enzyme benötigen optimale Bedingungen für ihre maximale Aktivität: pH-Wert, Temperatur, Salz-Konzentration.
- Enzyme benötigen Aktivatoren und Spurenstoffe wie Zink, Kupfer, Mangan usw.
- Enzyme werden durch Gifte gehemmt: Quecksilber, Cyanid usw.
Wieviele Mikroorganismenarten sind mindestens notwendig, um im Faulraum aus Propionat, Methan und Kohlendioxid zu bilden?
4 Stufen
Weshalb können gewisse Abwasserinhaltsstoffe erst nach einer gewissen Zeit der Anpassung des Belebtschlammes biologisch abgebaut werden?
- Organismen, die den schwer abbaubaren Stoff abbauen können, sind in der Biozönose in geringer Zahl vorhanden. Sie erhalten mit der Zeit bei ständiger Anwesenheit dieses Stoffes einen Wachstumsvorteil und vermehren sich schneller als die übrige Biozönose.
- Es ist bereits ein grosser Anteil der Biozönose vorhanden, die grundsätzlich zum Abbau des besagten Substrats befähigt ist. Durch Aufbau der notwendigen Enzyme werden die Mikroorganismen mit der Zeit fähig, das neue Substrat mit schneller zu verwerten. Während des Aufbaus dieser Enzyme ist die stete Anwesenheit dieser schwer abbaubaren Verbindung und einer weiteren gut verwertbaren organischen Verbindung erforderlich.
Weshalb reinigt man in vielen Fällen Industrieabwasser gemeinsam mit häuslichem Abwasser?
Cometabolismus:
Der Cometabolismus wird beispielsweise ausgenutzt, um Industrieabwässer, die schwer abbaubare Substanzen wie Umweltchemikalien enthalten, mit Siedlungsabwässern in einer gemeinsamen ARA zu reinigen. Die Mikroorganismen werden sozusagen „überlistet“, indem ihnen neben den gut abbaubaren häuslichen Abwasserinhaltsstoffen schwerer abbaubare Stoffe ohne Nutzen für die Mikroorganismen „unterschiebt“, die sie nicht als nutzlos erkennen können.
Erklähre Biologische Phosphorelimination (Bio-P)
Sämtliche Lebewesen benötigen für ihr Wachstum Phosphor (ca. 2–3 % der Trockenbiomasse). Verschiedene Bakterienarten vermögen unter speziellen Bedingungen grosse Mengen an Phosphor als Reservestoff im Zellinnern anzuhäufen. Bis 25 % ihrer Trockenbiomasse besteht aus Poly-Phosphat (Ketten aus ortho-Phosphat-Molekülen), welches den Mikroorganismen als Phosphor- und Energiespeicher dient.
Welches sind die Vorteile der anaeroben Ammonium-Oxidation? (Anammox) Gibt es auch Nachteile?
Das sind Bakterien (Planctomyceten), die Ammonium unter anaeroben Bedingungen in komplizierten Reaktionen direkt in Stickstoffgas umwandeln können (Anammox-Reaktion).
- keine C-Quelle nötig, O2 nur erforderlich, wenn nicht genug Nitrit vorhanden ist, z. B. bei der Faulwasserbehandlung
- Die Anammox Bakterien wachsen sehr langsam und sind sehr empfindlich auf Störungen.
Welches ist die optimale Zusammensetzung von Abwasser bezüglich Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor?
C : N : P = 100 : 5 : 1
CSB : Kjeldahl-N : Phosphor = 100 : 5 : 1 (in mg/l)
(BSB 5 : Ammonium-N : Phosphor = 50 : 4 : 1 (in mg/l)
Wie kann ein zu hohes Kohlenstoff zu Stickstoff-Verhältnis im ARA-Zufluss durch das ARA-Betriebspersonal positiv beeinflusst werden?
Schwankende Zusammensetzung, Stossbelastung oder plötzliches Wegbleiben von gewissen Abwasserinhaltsstoffen verhindern.
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung:
Aufenthaltszeit Schlamm
grösser 20 Tage
Die anaerobe Faulung, die in Faultürmen stattfindet, gliedert sich grundsätzlich in 4 Stufen: Welche?
- Hydrolysephase: Aufspaltung von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen in ihre Bruchstücke und polymere Substanzen.
- Versäuerungsphase: Versäuerung zu H2, CO2, organische Säuren, Essigsäure und Alkoholen.
- Acetogene Phase: Umwandlung zu Essigsäure und geringen Mengen Methan.
- Methanogene Phase: Durch Methanbakterien wird Essigsäure abgebaut und Methan produziert.
250 l Wasser
71 % der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Es sind dies etwa 1'650'000'000 km 3 Wasser.
Diese Menge teilt sich auf in:
- Meere 83.51 %
- Nicht förderb. Grundw. 15.4 %
- Polareis 1.007 %
- Flüsse 0.015 %
- Förderbares Grundw. 0.015 %
- Atmosphäre 0.0008 %
Ab 30mg/l
Inhaber der Abwasseranlage, an welche der Betrieb angeschlossen ist
indem man den Schlammtrockenrückstand bei 550 °C verascht.
Auf was sollte man beim Filtrat der Rückläufe aus der Schlammeindickung achten? Dadurch beträgt die übliche zusätzliche Feststoffbelastung der ARA?
- Möglichst keine Feststoffe enthalten
- zusätzliche Feststoffbelastung zur ARA ca. 1%
Es sind dies die häuslichen, industriellen und gewerblichen Abwässer.
Protonen, Neutronen, Elektronen
Aus welchen Stickstoffverbindungen setzt sich der Gesamtstickstoff einer Abwasserprobe zusammen?
Summe aus organischem Stickstoff, Ammonium, Ammoniak, Nitrat, Nitrit
Aus welchen Stickstoffverbindungen setzt sich der Total Kjedahl Stickstoff einer Abwasserprobe zusammen? (TKN)
Summe aus organischem Stickstoff und Ammonium NH4+
ca. aus 2/3 seines Körpergewichts. (In allen Körperflüssigkeiten wie Schweiss, Tränen, Blut und Urin ist Wasser enthalten.)
Bauliche-Massnahmen gegen Schaumbildung in der Faulung sind?
- Absenken Niveau
- Beschickung über Zyklon
- Zerschlagen von Schaum (Brauchwasser auf Schaum)
- Schaumsonde Entschäumer
Bedeutung: Ständige Wasser-Führung ?
Abflussmenge Q 347 , die grösser als Null ist.
Die Abflussmenge Q 347 ist eine der Grundlagen für die Festsetzung von Mindestrestwassermengen. Zur Bestimmung des Q347 braucht es Messungen oder geeignete Abschätzungen
Bei der Abwasser- und Schlammbehandlung sollte der pH-Wert bestimmte Werte nicht über- resp. unterschreiten. Was für Schäden, Betriebsstörungen oder Veränderungen erwarten Sie, wenn dies trotzdem geschieht?
- Angriffe an Bauten aus Beton bei zu tiefem pH-Wert.
- Angriffe an Metallwerkstücke aus Aluminium, Zink usw. bei zu hohem pH-Wert.
- Optimale Abbauleistung bei der biologischen Abwasserreinigung im neutralen pH-Bereich.
- Verlangsamung des Faulprozesses bei zu tiefem pH-Wert.
Bei der Abwasserreinigung wird in den verschiedenen Behandlungsstufen Stickstoff umgewandelt und eliminiert. In welchen Behandlungsstufen wird Stickstoff eliminiert?
Bei der Bestimmung von organischen Verbindungen im Abwasser werden sogenannte Summenparameter verwendet. Welche kennen Sie?
- CSB = Chemischer Sauerstoffbedarf; mg O2/l
- BSB =Biochemischer Sauerstoffbedarf; mg O2/l
- TC = Gesamtkohlenstoff; mg C/l
- TIC = Gesamter anorganischer Kohlenstoff; mg C/l
- TOC = Gesamter organisch gebundener Kohlenstoff; mg C/l
- DOC = Gelöster organisch gebundener Kohlenstoff mg C/l
Stapelung der Rückläufe und dosierte Beigabe im Zulauf.
50 bis 150 mg/l
Die Nitrifikanten benötigen für Ihren Stoffwechsel deutlich mehr Substrat. Folglich bilden Sie deutlich weniger Biomasse. Nur etwa 4% der Bakterien im Belebtschlamm sind Nitrifikanten.
Beim aeroben Verfahren entsteht mehr Überschussschlamm (rund 10x mehr) als beim anaeroben Verfahren. (in diesem Fall in der Faulung)
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Lernkarten
Elektronenhülle
Mindestanforderung an Trinkwasser
Trinkwasser muss genusstauglich sein, d. h., es muss den gesetzlich festgelegten hygienischen, mikrobiologischen und chemischen Anforderungen genügen.
Mit welchem Ziel werden die Polymere in der Abwasserreinigung eingesetzt?
- Steigerung der Nährstoffelimination durch weitergehende Feststoffabscheidung
- Generelle Verbesserung der Reinigungsleistung
- Einsparung von Fällungsmittel
- Verminderung der anfallenden Fällungsschlammmengen
Spezifische Farbreaktion der zu messenden Substanz; Intensität der Farbe abhängig von der Konzentration der zu messenden Substanz; (klare Lösung; keine störenden Ionen; Messung im linearen Bereich; definierte Schichtdicke der Küvette)
Nenne zwei wichtige Voraussetzungen, damit eine Konzentration fotometrisch bestimmt werden kann.
Spezifische Farbreaktion der zu messenden Substanz;
Intensität der Farbe abhängig von der Konzentration der zu messenden Substanz;
klare Lösung;
keine störenden Ionen;
Messung im linearen Bereich;
definierte Schichtdicke der Küvette
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: CSB-Raumbelastung
Die maximale CSB-Raumbelastung von einstufigen mesophilen Faulräumen BR,CSB= 5 kgCSB/(m3·d) nicht überschreiten
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: oTR-Raumbelastung
- Die maximale Raumbelastung einer einstufigen mesophilen Faulung mit organischen Feststoffen (oTR) sollte BR,oTR = 3kgoTR /(m3 ·d) nicht überschreiten.
- Die maximale CSB-Raumbelastung von einstufigen mesophilen Faulräumen BR,CSB= 5 kgCSB/(m3·d) nicht überschreiten
A6.02 S.26)
7 – 7.5 (mind 6.7)
31 – 37 °C(max. 40°C)
5 – 7 %(max. 8%)
Nenne mindestens drei anorganische Stickstoff-Verbindungen.
Ammonium, Ammoniak, Nitrit, Nitrat, Salpetersäure, Stickoxid, Lachgas,……
Der Parameter anorganischer Gesamtstickstoff ist ein Summenparameter, der die Gehalte an Ammonium-Stickstoff (NH4-N), Nitrat-Stickstoff (NO3-N) und Nitrit-Stickstoff (NO2-N)
Nennen Sie 4 Punkte bezüglich Ansaugleitungen, die für die Installation eines automatischen Probenahmegerätes wichtig sind.
- möglichst kurze Ansaugleitungen mit genügend Gefälle zur Selbstreinigung
- genügend grosse Ansauggeschwindigkeit
- Schutz der Ansaugleitung vor Licht und Wärme
- Periodische Reinigung der Ansaugleitung
Störung, Überlastung, Vergiftung der Methanbakterien
Falsche Einwaage, weil die Waage nicht kalibriert ist.
den entsprechenden Richtlinien und Wegleitungen der Fachverbände und des BAFU.
Organische Stoffe im Frischschlamm gehören zum grössten Teil welchen drei Stoffgruppen an?
- Kohlenhydrate (z B. Zucker, Stärke, Zellulose)
- Fette (z,B. Seife, Fettsäuren)
- Eiweiss (in Fleisch und Gemüse)
Rückläufe aus der Faulschlammentwässerung enthalten neben Fest- und organischen Stoffen auch? (ungefähre Konzentration)
CSB : 3600 mg/l
NH4+: 600-800mg/l
1.5237 x 10 4
1.5 x 60 x 60 x 24 / 1000 = 129.6 m 3 /d
55'000 x 1'000 x 4.3 / 1'000 / 1'000 / 1'000 = 0.2365 t/d
Ich verdünne die Lösung mit Wasser um den Faktor 10
richtig ist die Bezeichnung pH-Wert 5 oder pH = 5
Sie sollen eine 0.5 molare H2SO4 -Lösung herstellen. Wie viel Gramm H2SO4 benötigen Sie hierfür?
H2SO4 = Schwefelsäure
Molekulargewicht H2SO4 = 98.0 g
Berechnung: 0.5 mol = 98.0/2 = 49.0 Gramm H2SO4
Typische Ergebnisse aus der Praxis bei einer guten Entwässerbarkeit von Klärschlamm sind?
- Eindickung: 6 – 12% TR
- Bandfilterpresse: >27% TR
- Zentrifuge/Schneckenpresse: >30% TR
Vergleiche die idealen Messgenauigkeiten von MID zu Ultraschallmessungen, wo liegen die idealen Strömungsgeschwindigkeiten bei den beiden Messarten?
MID: 1% bei Vollfüllung, 3-5% bei Teilfüllung (bei v>0.5 m/s)
Ultraschall: +/- 10% (bei v zwischen 0.3 bis 3 m/s)
Volk und Stände
Bei gleich bleibenden oder nur gering schwankenden Volumenströmen
1957
1953
Wann wurde die heutige Bundesverfassung in Kraft gesetzt?
Im 1. Januar 2000
Die Nitrifikanten benötigen zum Wachstum zwingend Sauerstoff.
Der Belebtschlamm sedimentiert. Das Abwasser und der Belebtschlamm muss zusammen in Kontakt kommen.
Die Denitrifikation wird durch Sauerstoff gehemmt.
Bei Edelgasen ist die äusserste Schale der Elektronenhülle voll besetzt und haben somit einen stabilen Zustand
Weil die Gewässer vor nachhaltigen Belastungen zu schützen sind und die Verhältnismässigkeit der Massnahmen zu wahren ist
Wegen dem Abbau in der Kanalisation auf dem Weg zur ARA
Weil es eine unserer wichtigsten Lebensgrundlagen ist
Warum ist eine Faulraumtemperatur von 42°C gefährlich für den Faulprozess, nicht aber eine solche von 54°C?
Es gibt bezüglich der optimalen Wachstumstemperatur 4 Hauptgruppen von Bakterien. Jeder der 4 Temperaturbereiche hat ein Optimum und zwei Minima. 42° Grad ist ein Minimum für die mesophilen und thermophilen Bakterien
Atome sind bestrebt, auf der äussersten Schale einen energiearmen Zustand zu erreichen
als Reaktion auf veränderte Umweltbedingungen (z.B. Temperatur, ...)und Infolge einer Sukzession etablieren sich bestimmte Lebewesen (u.a. abhängig vom Schlammalter)
