VSA Berufsprüfung Abwasserbehandlung Teil 1

• H₂O = Wasser 
• CO_{2 =} Kohlendioxid 
• NH_{3 = Ammoniak}
• NH₄ = Ammonium
• FeCl = Eisenchloride
• NaCl = Natriumchloride
• NaOH = Natronlauge
• C₂H₄O₂ = Essigsäure
• CH₄ = Methan

1. Elementarer Stickstoff N ist 14 g/Mo| schwer
2. Elementarer Stickstoff hat sowohl 7 Elektronen als auch 7 Protonen (entspricht der Ordnungszahl)
3. NO_3^-
4. Unter Denitrifikation versteht man die bakterielle Umwandlung des im Nitrat (NO_3^-) gebundenen Stickstoffs N₂. Die Denitrifikation erfolgt in mehreren Schritten über die Zwischenstufen Nitrit (NO_2^-), Stickstoffmonoxid (NO) und Distickstoffmonoxid (Lachgas - N_2O).

Die Bruttogleichung lautet ungefähr:

4 NO_3^- + C₆H₁₂O₆ --> 2 N₂ + 6 CO₂ + 6 H₂O

Für eine gute Denitrifikation darf im Belebungsbecken kein Sauerstoff vorhanden sein, zusätzlich wird Kohlenstoff benötigt (heterotrophe Organismen). Grob vereinfacht ersetzt Nitrat den Sauerstoff als Oxidationsmittel.

 Bestandteil der Stoffe, Anzahl Atome, Wertigkeit; ( A3/A4/A7 - 4/??)

Fe² wird durch Abgabe von 2 Elektronen zweiwertig positiv, Fe³ wird durch Abgabe von 3
Elektronen dreiwertig positiv.

( A3/A4/A7 - 4/55)

Er steigt um einen pH-Wert (von pH=4 zu pH=5);

( A3/A4/A7 - 4/64,65)

mittels Pufferlösungen ph=4 und pH=7 ;

( A3/A4/A7 - 5/112)

Stickstoff (N)

• Ammonium NH₄⁺  18g/Mol
• Nitrit NO₂^-  46g/Mol
• Nitrat NO₃^-  62g/Mol

Phosphor (P)

• Ortho-Phosphat PO₄^-3  95g/Mol

 Elementarer Stickstoff N ist 14 g/Mol schwer

Elementarer Stickstoff hat sowohl 7 Elektronen, wie auch 7 Protonen (entspricht der Ordnungszahl)

NO₃^-

Unter Denitrifikation versteht man die bakterielle Umwandlung des im Nitrat (NO₃^-) gebundenen Stickstoffs in N₂,
Die Denitrifikation erfolgt in mehreren Schritten über die Zwischenstufen Nitrit NO₂^-, Stickstoffmonoxid NO und Distickstofimonoxid (Lachgas) N₂O.

Die Bruttogleichung lautet ungefähr:
4 NO₃^- + C₆H₁₂O₆ -->  2 N₂ + 6 CO₂ + 6 H₂O.

Für eine gute Denitrifikation darf im Belebungsbecken kein Sauerstoff vorhanden sein, zusätzlich wird Kohlenstoff benötigt (heterotrophe Organismen). Grob vereinfacht ersetzt Nitrat den Sauerstoff als Oxidationsmittel.

Unter der Denitrifikation versteht man die mikrobiologische Reduktion von Nitrat (NO₃) zu elementarem, gasförmigen Stickstoff (N₂)

Die Denitrifikation wird durch Sauerstoff gehemmt.

Der Belebtschlamm sedimentiert. Das Abwasser und der Belebtschlamm muss zusammen in Kontakt kommen.

1. Mechanisch /Physikalisch
2. Chemisch

Rührwerkkugelmühlen, Hochdruckhomogenisierung

Enzyme sind Biokatalysatoren, die Reaktionen beschleunigen oder überhaupt ermöglichen, ohne selbst verändert zu werden.

Enzyme sind Biokatalysatoren. die aus Eiweissen bestehen. Sie beschleunigen biochemische Prozesse.

• Hauptaufgabe ist die weitgehende Phosphor-Reduktion, z.T. bis unter 0.3 mg Pges/l.
• Gleichzeitig erreicht man auch tiefe Schwebestofikonzentration unter 5mg/I und hilft dadurch, der Gewässerverschlammung Einhalt zu gebieten.

• Grund für den Flockenabtrieb aus der Nachklärung ist Blähschlamm oder Schwimmschlamm.
• Hydraulische Überlastung/Stossbelastung der Nachklärung.
• Zu hoher TS-Gehalt in der Belebung => Zu hohe Feststoffbelastung der Nachklarung

Rückhalt von Schwimmschlamm?

Rückhalt von Blähschlamm? 

Es sind dies die häuslichen, industriellen und gewerblichen Abwässer.

Summe aus organischem Stickstoff, Ammonium, Ammoniak, Nitrat, Nitrit

Summe aus organischem Stickstoff und Ammonium NH₄+

• 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

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)

• Transport der Schadstoffe in wässrige Umgebung
• Abbau der Schadstoffe durch Microorganismen

Quotient aus CSB / BSB 5 ist kleiner 2. Es handelt sich um ein leicht abbaubares häusliches Abwasser

Um 2.3%, Berechnung: 75 – 62 = 13l/s; 13/62*100=20.97% / 9 = 2.33%

• Kohlenstoff : Stickstoff : Phosphor = 100 : 10 : 1
• CSB : Kjeldahl-N : Phosphor = 100 : 5 : 1 
• BSB5 : Ammonium : Phosphor = 50 : 4 : 1

Die zur Phosphatentfernung zusätzlich erforderliche Flockenbildung verläuft in diesen pH-Bereichen nicht zufrieden stellend. In der Praxis wird eine effektive Phosphatentfernung bei einem pH-Wert von 6.5 bis 8.5 erzielt.

Die Ionen der Flockungs- resp. Fällungsmittel sind entgegengesetzt geladen wie die Stoffe die ausgefällt werden sollen.

• Kochsalz (NaCI)  15   g/E*d 
• Phosphor(P)         1.1  g/E*d 
• Kalium (K)             2.7  g/E*d 
• Stickstoff (N)         15   g/E*d 
• Letzterer ist vorwiegend gebunden in Harnstoff   30   g/E*d 

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

Die Schlammbelastung stellt das Verhältnis der täglich zugeführten BSB₅-Fracht im Abwasser zur im Belebungsbecken vorhandenen Biomasse dar, wobei die Biomasse als Trockensubstanz (TS), manchmal auch als organischer Teil der TS bestimmt wird. [kg BSB₅/(kg TS ^. d)]. Eine geringe Schlammbelastung kann u.a. zu Blähschlamm führen, eine zu hohe Schlammbelastung zur Überlastung.
Formel: Schlammbelastung B_TS  = kg BSB₅  x d / kg TS_BB  / d = Q x BSB₅ / V_BB x TS_BB

Der Schlammvolumenindex (Abkürzung SVI, manchmal auch SIV) ist ein Mass für die Absetzbarkeit von Belebtschlamm. Der SVI gibt an, welches Volumen 1 g Belebtschlamm (Trockenmasse) nach 30 Min. Absetzdauer pro Liter Belebtschlamm einnimmt. Zur Berechnung des SVI wird das Belebtschlammvolumen (ml/l) durch die Schlamm-Trockensubstanz (g/l) dividiert. Die Einheit des SVI ist ml/g. Übliche SVI bei kommunalen Anlagen liegen bei 80-120 ml/g. Bei Anlagen mit schlecht absetzendem Belebtschlamm liegen die Werte deutlich darüber. Von Blähschlamm wird gesprochen, wenn der SVI über 150 ml/g liegt. Hohe SVI führen häufig zu erhöhten Gehalten der gesamten ungelösten Stoffe, des Phosphors und des CSB im Ablauf der Abwasserreinigungsanlage.

Bei der Vorfällung