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VSA Berufsprüfung 2020 3.3

VSA Berufsprüfung 2020 3.3

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Patrick Holderegger
Lernen
Patrick Holderegger
Diese Lernkarten behandeln auf Universitätsniveau die Reinigung von Abwasser und verschiedene Verfahren wie Belebtschlamm, Wirbelbett und Festbettreaktoren. Sie decken Themen wie die Funktion von Schlamm, die Reinigung von Stoffen und die Anforderungen an industrielle Abwasserbehandlung ab. Besonders relevant sind die Begriffe wie Wirbelbett, Belebtschlamm und Festbettreaktor, die detailliert erklärt werden. Diese Karteikarten sind ideal für Studierende und Fachleute, die sich mit der Abwasserbehandlung und den dazugehörigen Verfahren vertraut machen möchten.
Karten
271
Lernende
5
Sprache
Deutsch
Kategorie
Biologie
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
30.01.2020 / 17.11.2025
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Lernkarten

 Nennen Sie die drei wichtigsten Schlammfaulungsprozesse?

  • Hydrolyse,
  • Versäuerung,
  • Methanisierung

 Welche Betriebsbedingungen prüfen Sie um zu wissen, dass Ihre Faulung korrekt Arbeitet?

  • pH,
  • Buttersaure, org. Säure < 500mg/l --> i.O 
  • Temperatur,
  • Beschickung

 Wieso muss der Schwermetallgehalt im Faulschlamm noch gemessen werden obwohl ein Austrageverbot in der Schweiz gilt?

Damit kann untersucht werden es ob im Einzugsgebiet lndustrieeinleiter gibt, welche grössere Mengen von Schwermetallen einleiten.

 Warum macht es Sinn den entwässerten Faulschlamm oder die Asche, welche von einer Monoverbrennung kommt, zu deponieren?

Zur Rückgewinnung des Phosphors, sobald eine wirtschaftliche Lösung dazu besteht.

Wie gross ist der ungefähre Anteil von Belebtschlamm (Überschussschlamm) im Frischschlamm?

Ca-40%

 

100g Frischschlamm = 60g Primär + 40g ÜSS

 Bei der Faulschlammentwässerung entsteht Zentratwasser. Welche Verfahrenstechnik gibt es um diese vor zu reinigen, warum macht dies Sinn?

SBR Verfahren:

Anammox oder DEMON da das Zentratwasser sehr hohe NH4 Werte hat ca. 1000mg/l (Belastung auf ARA somit verringern)

Weshalb sinkt in einem gestörten Faulraum der pH und worauf ist diese Absenkung zurückzuführen

Es entstehen beim Abbau des Frischschlammes über mehrere Abbaustufen kurzkettige Fettsäuren(Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure und andere). Werden diese säureverwertenden Bakterien gehemmt, werden die Säuren im Faulschlamm
angehäuft. Als Folge davon sinkt der pH unter Umständen so stark, dass die Faulschlammbakterien abgetötet werden.

 Nennen Sie die verschieden Schlämme, welche bei einer ARA anfallen?

  • Frischschlamm,
  • Fäkalienschlamm,
  • Überschussschlamm,
  • Belebtschlamm,
  • Phosphatschlamm,
  • Filterschlamm,
  • Faulschlamm,
  • Klärschlamm,
  • Rücklaufschlamm

Wie ist die Zusammensetzung des Frischschlammes?

2/3 organische Stoffe oder ca. 65g/E*d
1/3 anorganische Stoffe oder ca. 35g/E*d

 Welche drei Stoffgruppen sind im organischen Teil des Frischschlammes hauptsächlich enthalten?

  • Kohlehydrate (z.B. Zellulose, Stärke, Zucker)
  • Fette (z.B. Fettsäuren, Seife)
  • Eiweisse

 Nennen Sie 2 Vor- & Nachteile der anaeroben Faulung:

  • + keine Sauerstoffzufuhr nötig/ Verkleinerung des Schlammvolumens / Methangas
  • - langsamer Prozess / grosse Behälter wegen langsamem Prozess / „Heizenergie"

 Nennen Sie die drei Stufen des anaeroben Abbaus von organischen Stoffen zu Methan:

Stufe 1 = Hydrolysierung

Stufe 2 = Säurebildung

Stufe 3 = Methanisierung

Nennen Sie die Hauptziele aller Schlammbehandlungsanlagen:

Schlamm in eine Form zu bringen welche leicht zu entsorgen ist.
(Stabilisierung, Mengen reduzieren)

 Nennen Sie die Möglichen einstufigen Faulungsprozesse und deren Eigenheít:

  • Kryophile Faulung (kalte Faulung von ca. 0 bis 15°C)
  • Mesophile Faulung (mittel-wärmeliebende Faulung von ca. 20 bis 40°C)
  • Thermophile Faulung (wärmeliebende Faulung von ca. 40 bis 60°C)

 Nennen Sie die Auswirkungen möglicher Störungen im Faulprozess:

Zusammenbruch der Gasproduktion, unbrennbares Gas, starkes Schäumen im Faulturm

Was prüfen Sie um Störungen frühzeitig zu erkennen? (Faulraum)

  • Temperatur,
  • pH Wert,
  • Buttersäurekonzentration (org. Säure) 
  • Kohlensaureanteil CO2 des Klargases

Welche Ursachen kennen Sie von möglichen Hauptstörungen? (Faulturm)

  • Überlastung des Faulraumes,
  • Vergiftung des Faulraums (Schadstoffeintrag),
  • extreme Ablagerungen im Faulraum,
  • keine Durchmischung (Gaseinpressung defekt)

Nennen Sie Gegenmassnahmen bei folgenden Ursachen?

  • Überlastung des Faulraumes,
  • Vergiftung des Faulraums (Schadstoffeintrag),
  • extreme Ablagerungen im Faulraum,
  • keine Durchmischung (Gaseinpressung defekt)

  • Überlast: Beschickung minimieren ev. Voreindickung optimieren, Erhöhung Faulraumtemperatur max. 40°C, Intensive Schlammumwälzung
  • Vergiftung: bei einer CKW (chlorierte Kohlenwasserstoffe)
  • Vergiftung erfolgt die Revitalisierung indem man Luft in den Faulraum einbläst oder Schlamm in ein entleertes Belebungsbecken füllt und ca. 8h belüftet. Notfalls Entsorgung des Faulschlammes

Beschreiben Sie in Stichworten den möglichen Ablauf einer Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme Ihrer Schlammfaulung:

1. Beschickung mit Frischschlamm oder lmpfschlamm dazu geben,(20-fache des täglichen Frischschlammanfalls)


--> Besser, man befüllt den Faulraum mit Wasser (Brauchwasser) so, dass noch die lmpfmenge platz hat. Danach mit der Beschickung mit Frischschlamm anfangen.

 

2. Schlamm aufheizen

Erklären Sie die Begriffe „TR" und „TS" und worin deren Unterschied liegt:

TR = Trockenrückstand in %
TS = Trockensubstanz in g/l

 

  • Beim TR wird die Schlammprobe direkt zuerst bei 105 °C getrocknet. Nach erfolgter Abkühlung kann der TR in % berechnet werden. Wird der Schlamm anschliessend bei 550 “C verglüht, können zudem der Glühverlust (GV) in % TR des Schlammes und der Glührückstand (GR) in % TR des Schlammes ermittelt werden. Der Glühverlust entspricht dem organischen Anteil und der Glührückstand dem anorganischen Anteil des Schlammes.
  • Beim TS wird die Belebtschlammprobe über einen Faltenfilter abfiltriert. Das Filtrat wird verworfen und der Filter bei 105 °C getrocknet. Nach erfolgter Abkühlung können der TS in g/l berechnet werden. Wird der Schlamm anschliessend bei 550 °C verglüht, kann zudem der Glühverlust (GV) in % TS des Schlammes und der Glührückstand (GR) in % des Schlammes ermittelt werden. Der Glühverlust entspricht dem organischen Anteil und der Glührückstand dem anorganischen Anteil des Schlammes.

Nennen Sie die Ø Werte für TR der Schlämme:

  • Frischschlamm: ca. 4.5 bis 5.5 % TR,
  • Faulschlamm ca. 2 bis 3 %TR,
  • Klärschlamm bis ca. 8% TR,
  • Überschussschlamm bis ca. 3,5g/l TS
  • Rücklaufschlamm bis ca. 3.5g/l TS

Definiere bzw. Umschreibe die folgenden Begriff: 

Frischschlamm
 

Schlamm aus der Vorklärung (Primär und ÜSS)

Definiere bzw. Umschreibe die folgenden Begriff: Faulschlamm

Ausgefaulter, stabilisierter Schlamm aus dem Faulraum

Definiere bzw. Umschreibe die folgenden Begriff: Rücklaufschlamm

Schlamm aus der Nachklärung, der in die Biologie zurückgegeben wird

Definiere bzw. Umschreibe die folgenden Begriff:  Überschussschlamm

Schlamm aus der Nachklärung, der über die Vorklärung oder direkt dem Frischschlamm zugegeben wird.

Wie viel Frischschlammanfall rechnet man bei einem Trockensubstanzgehalt von 4% in Liter pro Einwohner und Tag?

 2.5 l/E*d

Zu wie viel % besteht der Frischschlamm (TS) aus organischem Anteil?

2/3, 66%

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)

Welches ist der hauptsächlichste anorganische Stoff im Frischschlamm?

Kieselsäure (Sand)

Anorganische Stoffe im Frischschlammwerden wie bestimmt?

 indem man die Schlammtrockensubstanz bei 550°C verascht.

Wie wird ausgefaulter Frischschlamm bezeichnet?

 als Faulschlamm

Um wieviel % steigert der Frischschlammanfall bei Phosphatfällung?

10%

Um wie viel % steigt der Frischschlammanteil bei Filtration?

5%

Erklären Sie in Worten und mittels einer Formel den Begriff Schlammbelastung bei der biologischen Abwasserreinigung

Formel: BTS = kg BSB5 x d / kg TSBB / d

Die Schlammbelastung gibt an, welche Substratmenge von einer bestimmten Menge Biomasse pro Tag umgesetzt werden muss, damit das Ziel der Umsetzung von energiereichen organischen Schmutzstoffen (Substrat) des Abwassers in energiearme, mineralische Produkte, erreicht wird.

Eine ARA wird mit einer durchschnittlichen Schlammbelastung von 0.15 kg BSB5/kgTS x d betrieben. Welche Reinigungsleistungen erwarten Sie bezüglich Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor?

  • Kohlenstoff = Voilständiger Abbau, d.h. Reinigungsleistung > 90%
  • Stickstoff = Vollständige Nitrifikation
  • Phosphor = Kaum Einfluss der Schlammbelastung auf Phosphorablaufwerte

Wie können Sie auf Ihrer Belebtschlammanlage die BSB5-Schlammbelastung steuem?

  • Veränderung des TS-Gehaltes in der Biologie
  • Durch Voıfällung wird die Schlammbelastung reduziert
  • Durch Ausserbetriebnahme der Vorklärung wird die Schlammbelastung erhöht
  • Zeitliche Steuerung der Zugabe von Trüb- und Faulwasser
  • Nicht in ihrer Kompetenz: Vergrösserung des Belüftungsvolumens

Bei einer normal arbeitenden Belebtschlammanlage bewegt sich der Belebtschlammindex in welchem Bereich?

50 bis 150 ml/g

Warum ist das Schlammalter wichtig?

 Bei 10°Schlammalter 8-10 Tage sonst keine Nitrifikation

Nennen Sie die Verfahren zur Erhöhung der Schlammkonzentration?

Maschinelle Frischschlammeindickung, Festbettreaktor (fixieren der anaerob- Bakterien im Faulturm)

Welches sind die problematischsten Stoffe für die Belebung?

 die gut wasserlöslichen Stoffe

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