VSA Berufsprüfung 2020 2

VSA Berufsprüfung 2020 2

VSA Berufsprüfung 2020 2

Patrick Holderegger
Study

Patrick Holderegger
Diese Lernkarten decken verfahrenstechnische und biologische Grundlagen der Abwasserreinigung sowie Aspekte der Schlammbehandlung ab. Behandelt werden Prozesse wie die Schlammfaulung, Störfaktoren im Faulraum, Stoffumsetzungen und Messmethoden in Kläranlagen. Besonders relevant ist das Wissen für Fachkräfte in der Umwelttechnik, Abwasserentsorgung und Klärwerksplanung.
Flashcards
226
Students
11
Language
German
Category
Biology
Level
University
Created / Updated
13.11.2019 / 20.03.2026

Flashcards

Erkläre den „natürlichen" Zerfall von Biomasse Stichwort: endogene Atmung

Mikroorganismen bewegen sich. Mikroorganismen müssen ihre innere geordnete Struktur aufrecht erhalten. Mikroorganismen müssen ständig neue Makromoleküle (beispielsweise Enzyme oder Fermente, Erbmaterial) erneuern oder reparieren, damit keine irreparable Schädigung der Organismen auftritt. Dies sind nur einige Beispiele, die aufzeigen, dass Mikroorganismen dauernd Energie aufwenden und umsetzen müssen, um am Leben zu bleiben. Wenn nur ungenügend Nährstoffe vorhanden sind, werden für diese Prozesse zellinterne Speicherstoffe veratmet, um die erforderliche Energie zu gewinnen. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von endogener Atmung. Durch die Veratmung von Zellmasse nimmt diese ab und es resultiert ein Zerfall von Biomasse.

Erkläre die Vor- und Nachteile des Mischsystems gegenüber dem Trennsystem

Vorteile: Nur ein Sammelkanal erforderlich, dabei richten sich die Abmessungen und die Tiefenlage dieses Kanals nach der Lage und der Grösse des Einzugsgebiets und der daraus abzuleitenden Regenwassermenge. Keine Fehlanschlüsse von verschmutztem Abwasser. Abwässer von Störfällen wie auch allgemeine Verschmutzungen von Plätzen und Strassen werden gefasst. Nachteile: Noch viele Anschlüsse von Sickerleitungen vorhanden; Belastung der Gewässer durch Mischwassereinleitungen bei Starkregen.

Erkläre die Vor- und Nachteile des Trennsystems gegenüber dem Mischsystem

Vorteile: Ein kleiner Kanal für die Ableitung des verschmutzten Abwassers notwendig. Keine Belastung der Gewässer durch Mischwassereinleitung. Nachteile: Vielfach zwei Sammelkanäle erforderlich. Bei langen Regenwasserableitungen entstehen höhere Baukosten als im Mischsystem. Fehlanschlüsse am Schmutz- wie am Regenabwasserkanal möglich. Abwässer von Störfällen wie auch allgemeine Verschmutzungen von Plätzen und Strassen werden, wenn kein Regenbecken vorhanden ist, direkt ins Gewässer eingeleitet.

Festbettreaktor (vereinfachte Darstellung)

Fremdwasser

Stetig anfallendes sauberes Abwasser, welches der ARA zugeführt wird, aus Versickerung, Überläufe aus Brunnen, kanalisierte Bäche, aus dem Eindringen von Grundwasser in undichte Kanalisationen

Für eine gute Schlammfaulung bei gegebener Faulgraumgrösse und Schlammanfall ist was wichtig

Temperatur Umwälzung (Aussenumwälzung, Rührwerk, Gaseinpressung) gleichmässige Beschickung

Gefahren beim Einstieg in die Kanalisation

Giftige Dämpfe, explosive Gase, infektiöses (Krankheitskeime) Abwasser, rutschige Böden Einstiegsschächte sichern

Gelangt ein neuer Stoff ins Abwasser kann es vorkommen, dass er nicht von Beginn weg bgebaut wird. Erkläre dies. Wie ist der Fachbegriff dafür.

Treten im Abwasser plötzlich neue Stoffe auf, müssen die Mikroorganismen zuerst die neuen Enzyme bereitstellen, bevor der Abbau dieser Stoffe erfolgen kann, das heisst, erst mit einer zeitlichen Verzögerung sind die Organismen in der Lage, den neu vorkommenden Abwasserinhaltsstoff mit maximaler Leistung abzubauen. Diese Anpassung wird auch Adaptation genannt. Der Aufbau der Enzyme erfordert viel Zellenergie und Nährstoffe. Es ist deshalb für die Organismen nicht ökonomisch, sämtliche Enzyme für den Abbau aller möglichen Nährstoffe, die eventuell in seinem Wachstumsmilieu (z. B. im Abwasser) lediglich zeitweise anfallen, stets bereitzuhalten. Deshalb werden viele Enzyme für den Abbau von Nährstoffen in der Zelle nur produziert, wenn die entsprechenden Stoffe im Medium vorhanden sind.

Was ist ein Genereller Entwässerungsplan (GEP)

Im generellen Entwässerungsplan (GEP) werden die Art der Entwässerung der Baugebiete, alle Grundlagen für den Bau, Betrieb und Unterhalt der Kanäle und Sonderbauwerke festgehalten.

Gesamte ungelöste Stoffe (GUS)

Partikel, welche mit einem feinporigen Filter zurückgehalten werden. Bei der Resultatangabe anmerken welches Filter (Porenweite 8 oder 0.45 pm) verwendet worden ist.

Gesamtphosphor (P)

Summe aller Phosphorverbindungen aus o-Phosphat, organische gebundenem Phosphor und Polyphosphaten

Gesamtstickstoff

Summe aus Kjeldahl-N + Nitrit-N + Nitrat-N

Grundstückentwässerung

Die Grundstücksentwässerung dient der Ableitung des Abwassers von der Gebäudeentwässerungsanlage und des übrigen auf dem Grundstück anfallenden Abwassers zur Kanalisation, zum Vorfluter oder zur Versickerungsanlage

Gründe für Störungen des Faulprozesses

  • Der Faulraum ist überlastet 
  • Es ist ein Schadstoff in den Faulturm geraten 
  • Extreme Ablagerungen im Faulraum 
  • Temperatur nicht optimal 
  • Umwälzung defekt

Im Ablauf sind 0.8 mg P/I gemessen als Gesamtphosphor gefordert. Es wird ein o-Phosphatgehalt von 0.35 mgP/I gemessen und die ungelösten Stoffe betragen 6 mg/I. Ist davon auszugehen, dass der geforderte Wert eingehalten werden kann. Begründe dies.

Ja

 Im Ablauf der ARA liegt der Phosphor vorwiegend als o-Phosphor vor (> 50%). Im weiteren ist der Gehalt an ungelösten Stoffen, welche den Gesamtphosphor wesentlich beeinflusst gering.

Im Faulraum kommen verschiedene organische Säuren (Propion-, Essig-, Buttersäure usw.) vor. Warum wird nur die Buttersäure bestimmt.

In welche 4 Hauptgruppen lassen sich die Analysenmethoden unterteilen

  • Gravimetrie: Bestimmung des Gewichts durch Wägung. Fotometrie, 
  • Kolorimetrie: Durch Zugabe eines bestimmten Reagenzes bildet die zu bestimmende Substanz eine Farbreaktion. Die Farbintensität ist ein Mass für die Konzentration. 
  • Volumetrie: Ein definierter Teil der Lösung mit der zu bestimmenden Substanz wird mit einer genau bekannten Lösung (Normallösung) versetzt (titriert), bis eine bestimmte Reaktion (z.B. Farbänderung) eintritt. Aus dem Verbrauch der Normallösung kann der Gehalt berechnet werden. Physikalische oder physikalisch-chemische 
  • Messungen: z.B. pH-Sonde, Sauerstoffsonde, Trübung.

Ist Klärgas leichter oder schwerer als Luft? Von was ist dies abhängig?

Kaliumpermanganatverbrauch

Mass für den Gehalt einer Probe an Verbindungen, welche durch Kaliumpermanganat (KMnO4) innert 10 Minuten oxidiert werden.

Kjeldahlstickstoff

Umfasst die Summe von organisch gebundenem Stickstoff und Ammoniak/Ammonium-Stickstoff.

Kombinierte Entwässerung Für dieses System gibt es noch keine einheitliche Bezeichnung (differenziertes Mischsystem, teilweises Mischsystem, teilweises Trennsystem usw.)

Immer häufiger wird versucht, die Vorteile beider Entwässerungssysteme zu kombinieren. Als Beispiel dieses kombinierten Verfahrens ist die Entwässerung der Strassen und Plätze zusammen mit den häuslichen und industriellen Abwässern über den Mischwasserkanal und der Dachflächen über Versickerungsanlagen oder über den Regenabwasserkanal, zu erwähnen.

Liegenschaftsentwässerung

Die Liegenschaftsentwässerung umfasst alle Anlagen, die zur Sammlung, Ableitung oder Versickerung des auf der Liegenschaft anfallenden Abwassers erforderlich sind. Die Anforderungen an die Anlagen der Liegenschaftsentwässerung werden in der Schweizer Norm SN 59200 „Planung und Erstellung von Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung" festgehalten. Das Gemeindekanalisationsreglement regelt unter anderem die Rechte und Pflichten des Anschlussberechtigten sowie die Anschlussbeiträge und Benutzungsgebühren.

Massnahmen bei bestehenden Undichtigkeiten

Nebst der Neuerstellung von nicht mehr sanierungswerten, undichten Kanalstrecken gibt es verschiedene, zum Teil allerdings recht teure Sanierungsmethoden: - Örtliche Abdichtung vom Kanalinnern her. - Ausgraben der undichten Rohrstelle unter Anwendung entsprechender Grabenspriessung und Wasserhaltung, Einbringen eines dichten Umhüllbetons. - In hartnäckigen Fällen kann die undichte Stelle vom Kanalinnern oder vom Gelände aus mit Zementinjektionen abgedichtet werden. Der einschlägige Markt kennt auch verschiedene chemische Dichtungsmittel. Bei entsprechendem Ausmass können Injektionen zusätzlich schwache und gerissene Rohre verstärken und entlasten. - Die Abdichtung von undichten Stellen selbst bei fliessendem Abwasser kann auch mit modernen Injektionsgeräten ausgeführt werden. - Einziehen von Kunststoffrohren oder Polyesterbeschichtung mit neuem Einspülverfahren. - Abfangen und separates Ableiten von unzulässigem Sicker- und Drainagewasser.

Massnahmen gegen Ablagerungen im Kanalnetz

Ablagerungen und Verstopfungen in bestehenden Kanalisationen ist oft schwer beizukommen. In schwerwiegenden Fällen kann unter Umständen nur eine konsequente bauliche Veränderung Abhilfe schaffen. Daneben bietet sich allerdings eine Vielzahl von Massnahmen an, welche vorbeugend oder sanierend eingesetzt werden kann: Periodische Kanalreinigung Rechtzeitiges Absaugen der Schlammsammler Überwachung der Baustellen Einbau von selbsttätigen oder von Hand bedienten Spülwasserschächten Einbau von Absperrschützen oberhalb flacher Kanalstrecken zum kurzzeitigen Aufstauen und Spülen von Abwasser Einbau von Kiesfangschächten vor Kanalflachstrecken, Pumpwerken usw. Beseitigung von vorstehenden Hindernissen

Massnahmen gegen Abrasion

Gefährdete Kanalstrecken sollten nicht aus dünnwandigen und nicht sehr abrasionsfesten Faserzementrohren, aber auch nicht aus Beton gebaut werden. Kunststoffrohre (z.B. PE hart) weisen eine bis zu 10 mal höhere und Steinzeugrohre bis zu 5 mal höhere Abrasionsfestigkeit als Beton und Asbestzement auf. In starken Steilstrecken empfiehlt sich in regelmässigen Abständen der Einbau von Absturzschächten zur Energievernichtung. Als vorbeugende Massnahme sind die Schlammsammler, Sandfänge usw. rechtzeitig und regelmässig abzusaugen. Gegebenenfalls sind bauliche Ergänzungen in dieser Richtung notwendig.

Massnahmen gegen eine mögliche Überlastung im Faulraum

Verteilung der Frischschlamm-Beschickung auf mehrere Einzelgaben pro Tag (3 bis 4) am besten kontinuierlich Bessere Frischschlammeindickung, um die Verweilzeit im Faulraum zu erhöhen Erhöhung der Faulraumtemperatur bis auf maximal 40 °C. Intensive Schlammumwälzung

Massnahmen gegen Gerüche aus der Kanalisation

Die Hauptbedingungen zur Vermeidung von Geruchsbelästigungen in einem Kanalnetz sind: - Das Abwasser muss bis zur Kläranlage frisch gehalten werden, so dass sich möglichst keine übel riechenden Schwefelwasserstoffe und andere Fäulniskomponenten bilden können. Dies gelingt unter den folgenden Voraussetzungen: - Das häusliche Abwasser muss direkt ohne Zwischenschaltung einer Klärgrube o.ä. abgeleitet werden (Schwemmsystern). - Durch die Vermeidung von minimalen Leitungsgefällen wird die Aufenthaltszeit im Kanalnetz verkürzt, die Sauerstoffaufnahme begünstigt, faulende Ablagerungen vermieden, die Luftzirkulation gefördert. Periodische Kanalabsturzstellen können diese Vorteile noch verstärken. - Es ist für eine reichliche Belüftung des Kanalnetzes zu sorgen. Zu einer gut funktionierenden Kanalbelüftung gehören: * Überdachentlüftung der Hauskanalisationen. Dies verhindert auch Gasansammlungen und Geruchsbildung in den Häusern. * Wo irgendwie möglich, Schachtdeckel mit Ventilationsöffnungen. *Am Ende des Kanalisationsnetzes bei der ARA grosse Kanalöffnung oder Lüftungsschacht anordnen, damit genügend Luft ins Kanalnetz eingesaugt, bzw. ein Anstau von Kanalgasen vermieden werden kann. * Bei sehr langen Kanalstrecken und wenig Gefälle eventuell künstliche Belüftungsanlage zwischenschalten. * Bei schwach belasteten Pumpwerken mindestens einmali-ge Entleerung pro Tag. - Im Kanalnetz und in Spezialbauwerken dürfen keine Schlammablagerungen auftreten. Frische Schlammteile bleiben nur so lange geruchsfrei, als sie von lufthaltigem Abwasser umgeben sind. Können Schlammablagerungen nicht durch bauliche Massnahmen verhindert werden, ist eine regelmässige Reinigung durch den Kanalunterhalt unerlässlich.

Methylenblaumethode

Mass für die Anwesenheit von sauerstoffzehrenden (fäulnisfähigen) Stoffen. Bestimmt wird indirekt der Zeitpunkt, in welchem der gelöste Sauerstoff in der Probe aufgebraucht ist; dann entfärbt sich die Probe.

Mischsystem

In Gebieten mit Mischsystementwässerung werden das Schmutzabwasser und das Regenabwasser gemeinsam in einem Mischwasserkanal abgeleitet. Gemäss den gesetzlichen Bestimmungen muss zusätzlich zum üblichen Anfall bei Trockenwetter (TWA) noch ein gleich grosser Anteil Regenwasser der Abwasserreinigungsanlage zur Behandlung zugeleitet werden. In der ARA muss daher mindestens der doppelte Trockenwetteranfall (TWA) behandelt werden können. Zur Entlastung der Anlagen werden daher an geeigneten Stellen Regenüberläufe und Regenbecken erstellt.

Mol

Die Menge eines Stoffes in Gramm, die seiner Molekülmasse entspricht, wird als Mol bezeichnet. Beispiel: Kochsalz (NaCI) Na = 23g Cl = 35.5g Kochsalz hat die Molekülmasse von 58.5g

Moleküle

Die kleinsten Teilchen der chemischen Verbindungen werden Moleküle genannt.

Mögliche Stoffe, die zu einer Vergiftung resp. Störung des Faulprozesses führen

Chlorierte Lösungsmittel (schwerer als Wasser und schwerlöslich in Wasser) Formaldehyd Pestizide Übermässiger Anfall von Detergentien (waschaktive Substanz) Norkadia im Belebtschlamm führt zu Schaumbildung

Mögliche Überwachungsparameter

Kontrollen: pH-Wert < 7 (nicht zwingend messbar) Buttersäurekonzentration > 500 mg/I Kohlensäureanteil (CO2) im Klärgas Temperatur Umwälzung

Müssen alle ARA den gleichen Umfang an Messergebnissen leisten

Die Auswahl der auf einer ARA untersuchten Parameter ist abhängig von der Grösse und Komplexität einer ARA sowie den festgelegten Anforderungen.

Nachteilige Einwirkung

Verunreinigung und andere Eingriffe, welche die Gestalt oder die Funktion eines Gewässers beeinträchtigen.

Nenne 4 anorganische Stoffe, die im Frischschlamm vorkommen

Kieselsäure (Sand) Kalzium verschiedene Metallverbindungen, wie Eisen, Kupfer usw. Phosphor

Nenne die drei möglichen Fällarten in der Abwasserbehandlung und wo werden sie eingesetzt

  1. Eine chemische Fällung vor der biologischen Stufe wird als Vorfällung bezeichnet. 
  2. Eine chemische Fällung, die gleichzeitig mit der biologischen Reinigung abläuft, heisst Simultanfällung.
  3. Eine chemische Fällung nach der biologischen Stufe wird Nachfällung genannt.

Nenne die drei wichtigsten Hauptgruppen der organischen Verbindungen mit einem Beispiel

Die meisten organischen Stoffe lassen sich in 3 Hauptgruppen einteilen, nämlich die Zucker (= Kohlenhydrate), die Fette (= Lipide) und die Eiweisse (= Proteine). Viele chemische Verbindungen aus der belebten Natur sind aus einem oder mehreren dieser Grundbausteine aufgebaut.

Nenne die wesentlichsten Unterschiede zwischen einem Tropfkörper und eine Belebtschlammbiologie

Beim Tropfkörper kann die Biomasse und der Sauerstoffgehalt nicht beeinflusst werden. Für die Phosphorelimination ist die Simultanfällung nicht möglich.

Nenne die wichtigsten Faktoren, die für den biologischen Abbau von Bedeutung sind

In welchem Masse der biologische Prozess abläuft, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Zusammensetzung des Abwassers bezüglich der für das Wachstum der Bakterien erforderlichen Nährstoffe, Temperatur des Abwassers, vorhandene Menge an Biomasse, Versorgung der Bakterien mit Sauerstoff, im Abwasser enthaltene Hemmstoffe oder Gifte usw.

Étudier