VSA Berufsprüfung Abwasserbehandlung Teil 1

VSA Berufsprüfung Abwasserbehandlung Teil 1

VSA Berufsprüfung Abwasserbehandlung Teil 1

Patrick Holderegger
Study

Patrick Holderegger
Diese Lernkarten vermitteln fundiertes Wissen zur biologischen Abwasserbehandlung mit Fokus auf Stoffumwandlungsprozesse, Mikroorganismen und technische Verfahren wie Belebtschlammverfahren oder Nitrifikation/Denitrifikation. Sie richten sich an Studierende und Fachkräfte, die sich auf die Berufsprüfung vorbereiten oder ihr Verständnis für Kläranlagen vertiefen möchten.
Flashcards
299
Students
5
Language
German
Category
Biology
Level
University
Created / Updated
11.09.2021 / 20.03.2026

Flashcards

Wie ist die Vorklärung bei einem Tropfkörper resp. eine Belebtschlammbiologie zu dimensionieren und begründe dies

Die unterschiedlichen Anforderungen an die Vorklärung bei Tropfkörper und Belebtschlammanlagen ergeben sich aus den grundlegenden Unterschieden zwischen diesen beiden biologischen Reinigungsverfahren. Ein Tropfkörper kann verstopfen; in einer Belebtschlammanlage können schlimmstenfalls Ablagerungen entstehen. Die Verstopfungsgefahr eines Tropfkörpers, die bereits unter normalen Betriebsbedingungen besteht, darf nicht durch mangelhafte Vorklärung erhöht werden. Für die Tropfkörperanlage ist eine optimal dimensionierte Vorklärung eine wichtige Voraussetzung für einen einwandfreien Betrieb.

Welches Element kommt in organischen Verbindungen immer vor

Kohlenstoff

Die einzige Verbindung, die Kohlenstoff enthält und nicht den org. Verbindungen ist Kohlendioxid (CO2)

Warum wird das Abwasser nach Vorklärung untersucht, obwohl es für die Überprüfung der Reinigungsleistung nicht relevant ist

Die Wirkung der Vorklärung ermitteln.

Das vorgeklärte Abwasser zeigt die Belastung der Biologie auf und damit kann die Wirkung der Biologie überprüft werden

Wie kann die Wirkung des Sandfanges überprüft werden?

Die Wirkung des Sandfangs kann folgendermassen kontrolliert werden: Man schüttet ungefähr 300 ml Frischschlamm in einen Messzylinder und füllt ihn auf einen Liter mit Wasser auf. Durch Umrühren oder Schütteln wird der Schlamm aufgeschlemmt. Darauf leert man den trüben Saft ab und füllt den Zylinder wieder mit frischem Wasser auf. Man verfährt so bis der ganze Schlamm aufgelöst ist und nur noch Sand im Messzylinder zurückbleibt. Ist zuviel Sand oder sind sogar gröbere Steinchen vorhanden, muss die Luft im belüfteten Sandfang oder die Wassergeschwindigkeit im Längssandfang gedrosselt werden.

Abwasser

Das durch häuslichen, industriellen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch veränderte Wasser, ferner das in der Kanalisation stetig damit abfliessende Wasser sowie das von bebauten oder befestigten Flächen abfliessende Niederschlagswasser.

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.

Dosierstellen für die Phosphatfällung, mögliche Fällmittel, Dosiermenge und Schlammanfall

Dosierstellen: Vorfällung (vor der Vorklärung) Simultanfällung (nach der Vorklärung) Nachfälllung (vor der Nachklärung resp. vor einem Filter) 2 stufige Fällung (Dosierung ein zeri beliebige Stellen) 

Fällmittel: Eisen III chlorid, Eisen II sulfat, Aluminiumsulfat, Polyaluminiumchlorid 

Dosiermenge: ß= Mol Metallsalz dosiert / Mol PO3-/4 gelösst = ca. 1.5 

Schlammproduktion: Bestimmend für die Schlammproduktion aus der Phosphatfällung sind die Art des Fällmittels und das molare Verhältnis der zudosierten Metallionen zum Phosphat. Für ein molares Verhältnis von 1.5 werden folgende Schlammproduktionen angegeben: Eisen: 2.5kg GUS/kg dosiertes Eisen Aluminium: 4kg GUS/kg dosiertes Aluminium

Einwohnergleichwerte

Biochemischer Sauerstoffbedarf: rohes Abwasser 60 g BSB5/Ed vorgeklärtes Abwasser 50 g BSB5/Ed 

Totaler organischer Kohlenstoff: rohes Abwasser 45 g TOC/Ed vorgeklärtes Abwasser 30 g TOC/Ed 

Permanganatverbrauch: rohes Abwasser 150 g KMnO4/Ed vorgeklärtes Abwasser 100 g KMnO4/Ed 

Chemischer Sauerstoffbedarf: rohes Abwasser 135 g CSB/Ed vorgeklärtes Abwasser 90 g CSB/Ed Ammonium-Stickstoff: vorgeklärtes Abwasser 7 g NH4-N/Ed

Belastungsverhältnisse von ungereinigtem und gereinigtem Wasser

Ungereinigtes Abwasser:

1 BSB5 zu 2.5 KMnO4 (Kaliumpermanganat)

1 TOC zu 3 bis 3.5 CSB

1 CSB zu 1.1 bis 1.3 KMnO4 (Kaliumpermanganat)

 

Gereinigtes Abwasser:

1 BSB5 zu 10 KMnO4

1 TOC zu 4 bis 5 KMnO4

1 CSB zu 1.1 bis 1.3 KMnO4

Durchsichtigkeit nach Snellen

Misst Trübungen und Verfärbungen in Proben des gereinigten Abwasser. Die einfache Messung erfolgt mit dem Durchsichtigkeitszylinder nach Snellen.

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.

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.

Absetzbare Stoffe

Stoffe, welche sich in ruhigem Wasser innert 2 Stunden absetzen. Die einfache Messung erfolgt im Imhoff-Trichter.

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.

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.

Elektrische Leitfähigkeit

Mass für den Salzgehalt. Gemessen wird mit einem Gerät der Strom, welcher zwischen zwei Metallplatten durch die Probe fliesst. Das Ergebnis wird in pS/cm angegeben.

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.

Detergentien

Waschaktive Substanzen

Methylenblau-Methode

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.

Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB5)

Mass für den Gehalt einer Probe an Verbindungen, welche durch Mikroorganismen in 5 Tagen oxidiert werden.

Kaliumpermanganatverbrauch

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

Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB oder COD)

Mass für den Gehalt an Verbindungen, welche durch Kaliumdichromat (K2Cr 2O7) oxidiert werden. Diese Bestimmung erfasst mehr Verbindungen als der Kaliumpermanganat - Verbrauch. Für die Analyse des CSB werden sehr umweltbelastende Chemikalien (z.B. Chrom, Quecksilber) eingesetzt.

Totaler organischer Kohlenstoff (TOC)

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

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.

 

Ammonium /Ammoniak (NH4+)

Ammoniak/Ammonium entsteht im Abwasser vorwiegend beim Abbau von organischen Verbindungen. Sehr konzentriert ist Ammoniak / Ammonium im Faulwasser. Ob es als Ammoniak (=NH3) oder als Ammonium (= NH4+) vorliegend ist abhängig von pH-Wert und Temperatur. NH3 (Ammoniak) ist sehr stark fischgiftig; es entsteht aus dem NH4+ umso mehr, je höher pH-Wert und Temperatur sind.

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.

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.

Kjeldahlstickstoff

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

Gesamtstickstoff

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

Organisch gebundener Stickstoff

Berechneter Wert: Kjeldahlstickstoff - Ammonium/Ammoniak-Stickstoff

ortho-Phosphor (PO4 3-)

Der Anteil des Gesamtphoshors, der theoretisch ausgefällt werden kann.

Gesamtphosphor (P)

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

Adsorbierbare organische Halogenverbindungen (AOX)

Aus Halogenen, wie Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Jod (J) eingebaut in organische Verbindungen ergeben sich teilweise sehr giftige Stoffe (organische Halogenverbindungen). Sie werden als Summenparameter bestimmt.

Abgrenzung zwischen Physik, Chemie und Biologie

  • Verändert ein Stoff lediglich seinen Zustand, z.B. seine Form oder geht er vom flüssigen in den festen Zustand über, so handelt es sich um einen physikalischen Vorgang. 
  • Werden bei einem Prozess neue Stoffe gebildet oder Ausgangsstoffe verändert beziehungsweise abgebaut, spricht man von einem chemischen Vorgang, den man auch Reaktion nennt. 
  • Laufen chemische Prozesse in der belebten Natur ab, werden sie biologische oder biochemische Prozesse genannt.

Elemente

Sämtliche Stoffe bestehen aus so genannten chemischen Elementen. Gegenwärtig kennt man rund 100 verschiedene Elemente, aus denen die Stoffe oder Verbindungen aufgebaut sind. Die Elemente selbst sind aus gleichartigen, kleinsten einheitlichen Grundbausteinen, den Atomen, zusammengesetzt. Je nach Art der Atomzusammensetzung ergeben sich spezifische Eigenschaften der Elemente. Gleiche oder verschiedene Atome bilden in einer chemischen Verbindung so genannte Moleküle.

Atome

Die kleinsten Teilchen der Elemente nennt man Atome.

Moleküle

Die kleinsten Teilchen der chemischen Verbindungen werden Moleküle genannt.

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

Chemische Reaktion für die Nitrifikation

NH4 + 2 O2 = [NO2-] = NO3-+ H2O + 2H+

Chemische Reaktion für die Denitrifikation

4 NO3-+ 4 H+ + 5 C (Kohlenstoffverbindung) = [NO2-] = N2 + CO2 +7 H2O

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