VSA Berufsprüfung 2020 2

VSA Berufsprüfung 2020 2

VSA Berufsprüfung 2020 2


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.
Cartes-fiches
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11
Langue
Allemand
Catégorie
Biologie
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
13.11.2019 / 20.03.2026

Cartes-fiches

Nenne einige Voraussetzungen, damit bei fotometrischen Messungen das Resultat nicht verfälscht wird

Die Farbreaktionen sind vielfach zeit- und temperaturabhängig. 

Die Angaben der Analysenvorschriften sind einzuhalten. Die Lösung muss klar sein (vorher filtrieren). 

Die Küvetten müssen absolut sauber sein, sonst wird eine zu grosse Konzentration vorgetäuscht 

Alle verwendeten Glasgeräte müssen sauber sein, um keine Verfälschung durch Verschleppung zu erhalten. 

Im Zweifelsfall eine zweite, verdünnte Probe ansetzen, um sicherzustellen, dass im linearen Bereich gemessen wurde. Eventuelle Verdünnungen sind bei der Berechnung zu berück- sichtigen.

Nenne mindestens 5 messtechnische Einrichtungen mit denen der Energieverbrauch optimiert werden kann

-Temperatur (unnötiges Heizen im Faulraum) 

-Durchfluss ( RLS-Förderung dem Q anpassen) 

-O2-Messung (Gebläseleistung entprechend Sollwert regeln) 

-Druck (bei Druckanstieg der Belüftungsteller säuren) 

-Nieveau (Nieveau Pumpensumpf) 

-Betriebsstunden (Stundenvergleich bei Pumpen) 

-kWH-Zähler (Nachweis für günstige/ungünstige Verfahren) 

-Amperemeter (Stomanstieg bei Verstopfung der Pumpen)

Nenne und zeichne die einfachsten Typen von Bakterien

Nitrat (NO3- )

Endprodukt der Nitrifikation, nur in hohen Konzentrationen giftig. Eine Beschränkung ist in gewissen Gewässern wegen der Trinkwassernutzungen und / oder wegen Düngewirkung vorwiegend in Meer (z.B. Nordsee) angebracht.

Was ist Nitrit (NO2-)?

Zwischenprodukt bei der Nitrifikation (Umwandlung von Ammoniak/Ammonium zu Nitrat) und der Denitrifikation (Umwandlung von Nitrat zu elementarem Stickstoff). Nitrit wirkt meist nicht akut giftig, kann sich aber neagtiv auf die Entwicklung von Organismen auswirken.

Notwenige Ausrüstung für die Überprüfung des Kanalnetzes durch Begehung

Schutzbekleidung insbesondere gute Schuhe und Sicherungsmaterial, wie Explosimeter, Sauerstoffmessgerät, Kanallampe mit gebündeltem Lichtstrahl Grundsatz: Mindestens eine der beteiligten Personen muss sich ausserhalb der Kanalisationsanlage befinden.

Oberflächenbelastung resp. Oberflächenbeschickung

  • Einfach ausgedrückt versteht man unter der Oberflächenbelastung die einem Absetzvorgang entgegenwirkende Strömung.
  • Ein Schmutzteilchen kann sich dann, und nur dann, absetzen, wenn seine Sinkgeschwindigkeit grösser ist als die dagegen wirkende Strömung (Oberflächenbelastung).
  • Die Oberflächenbelastung ist eine Geschwindigkeit, die sich aus der Zuflussmenge pro Stunde geteilt durch die Beckenoberfläche ergibt.
  • In Vorklärbecken zu Tropfkörpern sollte die Oberflächenbelastung nicht mehr als 1,5 m/h betragen.
  • Für Vorklärbecken zu Belebtschlammanlagen genügt eine Oberflächenbelastung von 2,0 m/h.

Oberflächenspannung

Mass für den "Zusammenhalt" der Wasseroberfläche. Gemessen wird die Kraft, welche nötig ist, um einen Ring aus der Probenoberfläche "herauszureissen". Die Oberflächenspannung wird mit grenzflächenaktiven Stoffen gezielt herabgesetzt, um Oberflächen reinigen zu können (z.B. Detergentien in Waschmitteln, Schaum für Löschzwecke). Die Masseinheit ist dyn/cm.

Oberirdisches Gewässer

Wasserbett mit Sohle und Böschung sowie die tierische und pflanzliche Besiedlung und Seen.

Organisch gebundener Stickstoff

Berechneter Wert: Kjeldahlstickstoff - Ammonium/Ammoniak-Stickstoff

ortho-Phosphor (PO4 3-)

Der Anteil des Gesamtphoshors, der theoretisch ausgefällt werden kann.

Pflichten der Geschäftleitung und der Vorgesetzten

Sicherheit als Unternehmensziel deklarieren Gefahren im Betrieb ermitteln (Risikoanalyse). Sicherheitskonzept erarbeiten Mit dem guten Beispiel vorangehen Sicherheitsgerechtes Verhalten auf allen Stufen durchsetzen Sicherheitswidriges Verhalten sanktionieren Kompetenzen an Kader delegieren Personal richtig auswählen Personal umfassend instruieren Personal regelmässig überwachen

pH-Wert

Mass für die Konzentration der Wasserstoffionen in Mol pro Liter <7 = sauer 7 = neutral > 7 = alkalisch = basisch (alter Begriff) Gemessen wir mit einem Gerät, das gewartet und periodisch kalibriert werden muss. Näherungsweise kann die Bestimmung sehr einfach mit lndikatorpapieren erfolgen.

Regen klärbecken

Regenklärbecken besitzen im allgemeinen nur einen Überlauf zum Vorfluter. Sie dienen der mechanischen Klärung von Regenwasser beim Trennverfahren und weisen in der Regel keinen Bodenablauf auf. Die Entleerung solcher Becken muss ins Schmutzwassernetz erfolgen.

Regenbecken im Hauptschluss

Im Hauptschluss (HS) betriebene Becken liegen im zur Kläranlage führenden Kanal. Diese Anordnung ist nur bei ausreichendem Gefälle möglich, wenn also die Beckenentleerung nicht erst nach Regenende, sondern ständig und selbsttätig im natürlichen Gefälle Richtung Kläranlage erfolgen kann (erforderliche Höhendifferenz mind. 2 m). Mit Rücksicht auf die max. Durchströmgeschwindigkeit ist der das Becken durchfliessende Mischwasserzufluss klein zu halten und deshalb der Ablauf zur ARA nach Möglichkeit an den Beckenanfang zu legen. Die Trennung der beiden Wasserströme erfolgt im Becken. Der Ablauf muss in den meisten Fällen mit einer Drosselleitung zur Abflussbegrenzung versehen werden.

Regenbecken im Nebenschluss

Im Nebenschluss (NS) betriebene Becken liegen prinzipiell in der zum Vorfluter führenden Ableitung eines Kanalüberlaufes. Der (1 +m)-fache Trockenwetteranfall wird ohne nennenswerten Höhenverlust neben dem Becken Richtung Kläranlage geführt. Die Beckenleerung erfolgt dann erst nach Regenende mit einer Pumpe. Ist jedoch genügend Gefälle vorhanden, lässt sich die Entleerung des Beckens auch durch einen gesteuerten Schieber vornehmen, der sich nach Regenende öffnet. Becken im Nebenschluss sollten erst nach Überschreiten des Zuflusses von (1+m)_QTw beschickt werden.

Regenbeckenarten

Da mit der Entlastung über Regenüberläufe relativ viel, wenn auch verdünntes Abwasser in den Vorfluter gelangt und diesen belastet, ist man dazu übergegangen, zum Schutz des Vorfluters die Entlastung über Regenbecken vorzunehmen. Diese können drei Funktionen erfüllen: - Rein volumetrisches Speichern - Grobes Klären des überlaufenden Mischwassers - Fangen des ersten Schmutzstosses, der vor allem vom Abspülen der Ablagerungen im Kanal herrührt. Für alle drei Vorgänge hängt die Wirkung des Regenbeckens in erster Linie vom Verhältnis des Beckeninhaltes zur Grösse des Einzugsgebietes ab. Je nach Wirkungsweise werden unter dem Sammelbegriff Regenbecken folgende Beckenarten unterschieden: - Regenüberlaufbecken (RUB) - Regenrückhaltebecken (RRB) - Regenklärbecken (RKB)

Regenrückhaltebecken

Regenrückhaltebecken speichern bei starken Regenfällen einen Teil der ankommenden Mischwassermenge und geben sie verzögert und gedrosselt wieder an die Kanalisation ab. Sie verhindert eine Überbelastung von Sammlern und Pumpwerken an den Stellen im Kanalnetz, wo eine Entlas-tung unmöglich oder unerwünscht ist. Solche Becken müssen nicht in der Nähe von Vorflutern liegen, weshalb sie meistens nur einen Ablauf ins Netz besitzen. Für den Fall, dass die der Bemessung zugrunde gelegte Regenhäufigkeit überschritten wird (Katastrophenregen), ist ein Notüberlauf zu empfehlen. Regenrückhaltebecken haben keinen Einfluss auf den Vorfluter, es sind ausschliesslich Wirtschaftlichkeitserwägungen massgebend, welche sich auf die Entwässerungseinrichtungen beziehen.

Regenüberlaufbecken

Regenüberlaufbecken stellen eine Kombination von Regenrückhaltebecken und Regenüberlauf dar; daher ihre Namensgebung. Die beiden Bauteile, Becken und Überlauf, lassen sich getrennt oder in einem Bauwerk vereinigt ausführen. Diese Becken besitzen einen Beckenablauf und ei-nen oder mehrere Überläufe. Die Regenwasserspitzen werden grob geklärt dem Vorfluter zugeführt und der Beckeninhalt mit den zurückgehaltenen, abgesetzten Stoffen wird zur Kläranlage weitergeleitet. Dadurch werden die Abflussspitzen gebrochen und die abzuführende Wassermenge verkleinert. Das Regenüberlaufbecken wirkt zunächst, bis zu der für das Anspringen des Überlaufes festgelegten kritischen Regenintensität, als Rückhaltebecken. Erst im gefüllten Zustand, bei Überlaufbetrieb, wird es zum durchflossenen Klärbecken. Je nach Anordnung im Kanal und je nach den Gefällsverhältnissen können diese Becken im Haupt- oder Nebenschluss betrieben werden.

Schlamm aus der Simultanfällung

Im Schlamm befindet sich der Phosphor nach der Fällung in der Regel als schwerlösliches Eisenphosphat (FePO4). Bei dem oben gegebenen spezifischen Phosphoranfall enthält der zusätzliche Frischschlamm 10 g TS / E • d Eisenphosphatschlamm unter Annahme, dass das Phosphat zu 80 Prozent in der Biologie simultan eliminiert worden ist und der Fällmittelüberschuss 20 Prozent beträgt (ß-Wert 1.2).

Schlammsammler

Sichttiefe nach Secci

Misst die Wassertiefe, in welcher eine Scheibe (Secchi- Scheibe) im Nachklärbecken eben erkannt wird, d.h. Trübung, Verfärbung und einen hohen Schlammspiegel.

Sind Algen, Bakterien Tier oder Pflanzen?

Die Einteilung der belebten Natur in die drei Reiche (Tiere, Pflanzen und Protisten = Urtiere) Die Algen, Pilze, Protozoen, Bakterien und Blaualgen gehören dem Reich der Urtiere an und nehmen eine Zwischenstellung zwischen den Tieren und Pflanzen ein.

Störungen bei der Schlammfaulung oder Vergiftung des Schlammes

Gewässerschutzfachstelle beiziehen. Meist sind umfangreiche Untersuchungen bei Industrie und Gewerbe durch einen Chemiker nötig. Wenn die Störung nicht durch Gifte nur geringe mengen an Gift verursacht wurde, kann durch Impfung mit Faulschlamm aus einer benachbarten Kläranlage die Methanfaulung wieder in Gang gebracht werden (billigste Methode). Dabei darf man nur wenig Frischschlamm in den ersten Faulraum geben, der Rest ist zwischenzeitlich zu stapeln. Die Gasproduktion und die Brennbarkeit und die Buttersäurekonzentration sind zu überwachen. Kalkzugabe führt nur selten zum Erfolg. Erstens braucht es eine bis mehrere Tonnen Kalk, um den pH-Wert eines Faulraumes zu korrigieren. Zweitens wirkt Kalk bei Überdosierung desinfizierend, also ungünstig für die Schlammfaulung. Drittens sind Mühe und Kosten umsonst, wenn Gifte im Faulschlamm enthalten sind. Ist die Faulschlammvergiftung derart gravierend, dass Methan-gasbildung nicht wieder eintritt, gibt es nur eine Lösung den gesamten Schlamm zu verbrennen. Wichtig ist, dass sofort der Verursacher einer Vergiftung gesucht wird. Wird er nicht gefunden, ist mit weiteren Störungen zu rechnen.

Totaler gelöster Kohlenstoff (DOC)

Mass für den Gehalt an gelösten organischen Verbindungen, bestimmt durch Membranfiltration (Porenweite 0.45 pm) und meist "trockene Verbrennung" (Oxidation) des Filtrats im Ofen, Messung des CO2.

Totaler organischer Kohlenstoff (TOC)

Mass für den Totalgehalt an organischen Verbindungen, meist bestimmt durch "trockene Verbrennung" (Oxidation) im Ofen und Messung des entstehenden CO2.

Trennsystem

Bei dieser Entwässerungsart wird das Schmutzabwasser aus Haushaltungen, Gewerbe und Industrie in einem Schmutzabwasserkanal und das Regenabwasser von Dächern, Plätzen und Strassen in einem Regenabwasserkanal abgeleitet. In Gebieten mit einer Entwässerung im Trennsystem ist streng darauf zu achten, dass alle Entwässerungsleitungen an den richtigen Kanal angeschlossen werden.

Trübung

Diese Messung erfasst nur Trübungen, nicht aber Verfärbungen. Sie ist geeignet für die Automation. Die Messung ist als Dauerüberwachung im Abfluss von Abwasserreinigungsanlagen zu empfehlen.

Um die Reinigungsleistung der ARA gemäss der Verordnung zu ermitteln sind welche Probenahmestelle erforderlich und warum

  • Rohabwasser und Ablauf der ARA 
  • Im Rohabwasser sind im Gegensatz zum vorgeklärten Abwasser keine Rückläufe enthalten.

Unterhalt von Regenbecken

Für den Unterhalt der Becken sind die notwendigen Einrichtungen vorzusehen. Einstiege, Gänge, Gehstege, künstliche Beleuchtung usw. erleichtern die Arbeit bei den Unterhaltsarbeiten. Für die Reinigung der Beckensohlen eignen sich feste Installationen, welche für die einzelnen Beckentypen unterschiedlich sein können. Die gebräuchlichsten sind für kleinere Becken die schlangenrinnenförmig angeordneten Höcker. Für grössere Becken haben sich Spülkippen bewährt, welche entweder mit Frischwasser oder mit Abwasser aus dem Becken betrieben werden.

Unterirdisches Gewässer

Grundwasser (einschliesslich Quellwasser), Grundwasserleiter, Grundwasserstauer und Deckschicht.

Unterscheide zwischen Bläh- und Schwimmschlamm

  • Blähschlamm weist einen hohen Belebtschlammindex auf, setzt sich in der Nachklärung ungenügend ab. 
  • Belebtschlamm, der einen hohen Anteil von Nocardia aufweist, steigt wegen den wasserabstossenden Eigenschaften an die Wasseroberfläche, es entsteht Schwimmschlamm. Der Schlamm-Index ist meist weniger erhöht als bei Blähschlamm.

Unterschiede Festbettreaktoren zur herkömmlichen Belebtschlammbiologie

Der Unterschied zwischen Festbettverfahren und Belebtschlammverfahren besteht hauptsächlich in der Art und Weise der Biomassenanreicherung im System. Bei Festbettverfahren werden die Organismen auf geeigneten Trägermaterialoberfächen immobilisiert. Dadurch erhalten auch langsam wachsende Organismen längere Generationszeiten und einen besseren Schutz gegen das Ausspülen.

Unverschmutztes Abwasser

Quellüberläufe, Laufbrunnen, Bäche, Niederschlagswasser ab Dächern, Vorplätzen und wenig befahrenen Strassen

Ursachen für Gerüche aus der Kanalisation

Das Abwasser wird an der Anfallstelle nicht sofort und frisch abgeleitet (z.B. Klärgrube zwischengeschaltet). Das Abwasser kann im Kanalnetz mangels Sauerstoff, mangels genügendem Gefälle und mangels kurzer Fliesszeit nicht frisch gehalten werden. Es entstehen faulige Schlammablagerungen. Starke Sielhautbildung an den Kanalwänden. Unterstützung der Schwefelwasserstoffbildung durch Abgang von schwefelhaltigen Abwässern aus Industriebetrieben.

Ursachen für Schlammablagerungen und das Verstopfen von Kanälen

Zu geringe Kanalgefälle, bzw. Abwassermengen bei TWA und deshalb zu geringe Fliessgeschwindigkeit. Um Ablagerungen von sandigen Anteilen zu vermeiden, sollte eine Abflussgeschwindigkeit von mind. 0,6 m/s gegeben sein. Bauliche Hindernisse im Kanalnetz: zu grosse Fugenabsätze vorstehende Hausanschlüsse Kanalsenkungen Kanalzerstörungen durch Überbelastungen (Verkehr, Erddruck) Zerstörung durch Kanalgase und -säuren Durch Wasseraussendruck eingepresste Fugendichtungen. Eingewachsene Hindernisse im Kanalnetz: Verwurzelungen von tiefgründigen Bäumen Kalkausblühungen bei Undichtigkeit in kalkhaltigem Grundwasser Zugeführte Hindernisse im Kanalnetz: Kiesablagerungen, vor allem von Baustellen abgeschwemmt Sandablagerungen, infolge Fehlen von Tauchbögen bei Schlammsammlern oder bei ungenügendem Entleerungsdienst Mörtelablagerungen durch unsachgemässes Anschliessen von Hausanschlüssen oder Abschwemmen von Beton- und Mörtelresten Sperrige Hindernisse wie Ruten, Werkzeuge, Steine Unerlaubte WC-Abgänge wie Kleidungsstücke, Rasierklingen, Windeln, Kadaver usw. Drosselorgane Zu stark gedrosselte Schieber, z.B. bei Hochwasserentlastungen, Beckenausläufen usw.

Ursachen für undichtes Kanalnetz

Undichte Kanalnetze mit teurem Fremdwasserzufluss bedeuten für viele Gemeinden und Abwasserverbände einen Alptraum. Wenn solche Kanäle in Grundwasser und in dicht überbautem Gebiet liegen, erfordert deren Sanierung enorme Kostenaufwendungen. Auch neuere Kanalisationsanla-gen können durch unsachgemässe Ausführung oder infolge schlechter Fugenqualität unverhältnismässig viel Fremdwasser in das Kanalnetz bringen. Mögliche Ursachen hierfür sind: Plastische Fugendichtungen (z.B. Bitumenbänder bei Spitzmuffenrohren), welche mit der Zeit aushärten und durch äusseren Wasserdruck in das Kanalinnere gedrückt werden. Verwendung von Betonrohren mit unterschiedlicher Mass-genauigkeit. Schächte, welche bei ungenügender Wasserhaltung erstellt wurden Zementausschwemmungen während der Betonaushärtung. Unsachgemässe Hausanschlüsse oder Rohranschlüsse, z.B. Anschluss von Kunststoffrohren ohne Manschetten an Schächte oder ohne Futterrohr an Betonkanal, starrer Anschluss, welcher bei Setzungen reisst usw. Anschluss von Sicker- oder Drainageleitungen an Abwasserkanalisationen. Risse infolge Überbelastung, starker Setzungen oder Verlegesünden. Risse in nicht einbetonierten Kunststoffdruckleitungen infolge Wasserdruck mit punktförmiger Überbelastung von aussen (z.B. durch anliegenden Stein in der äusseren Umbettung). Dies kann auch erst später durch Ausschwemmung des Sandbettes geschehen. Fehlanschlüsse.

Verfahren mit festsetzender Biomasse

Tropfkörper Tauchkörper (Tauchtropfkörper, Scheibentauchkörper) Submerse Festbettreaktoren (Biofilter) wie Biopur, Biostor, Biocarbon, Biofor, Kalness Verfahren mit eingetauchten Einbauten (starre Rohre, flexible Einbauten, wie Schnüre)

Vergleiche den Wasserkreislauf mit dem Stromkreislauf

Wasserkreislauf Stromkreis Pumpe --> Generator Absperrventil --> Schalter Wassermesser --> Energiezähler Druck --> Spannung (Volt) Durchfluss --> Strom (Ampere) Verbraucher --> Verbraucher (Lampe usw.) Das Wasser und der Strom fliessen nur wenn der Kreislauf geschlossen ist.

Verschmutztes Abwasser

Abwasser, das ein Gewässer, in das es gelangt, verunreinigen kann.

Étudier