VSA Berufsprüfung Abwasserbehandlung Teil 2
VSA Berufsprüfung Abwasserbehandlung Teil 2
VSA Berufsprüfung Abwasserbehandlung Teil 2
Worauf ist bei einem Düsenboden grundsätzlich zu achten? (Festbett)
- Muss im Lot sein,
- Stützschicht für vorstehende Düsen, nachstellbare Düsen,
- auswechselbar,
- nicht verstopfungsanfällig,
- optimal Verteilung des Abwassers gewährleisten,
- leichte zugänglichkeit;
Worauf ist schleimiger Belebtschlamm häufig zurückzuführen?
bei Zufluss von giftigen Verbindungen
Worauf sind Festbettreaktoren empfindlich?
Empfindlich gegenüber hohen Feststoffkonzentrationen
Worauf weist die plötzliche Abwesenheit von Ciliaten im Belebtschlamm hin?
Giftstoss
Worauf weist eine Graufärbung des Belebtschlammes häufig hin?
häufig absterbender Schlamm, unausgewogenes Nährstoffangebot
Worauf werden Festbettreaktoren ausgelegt?
Für die Dimensionierung von Biofilmreaktoren ist die Oberfläche des Biofilms relativ zum Flüssigkeitsvolumen die massgebliche Grösse. Entsprechend werden Biofilmverfahren nach anderen Gesichtspunkten bemessen als Belebungsanlagen. Die beim Belebtschlammverfahren aussagekräftige Bemessungsgrösse des Schlammalters hat bei Trägerverfahren höchstens informativen Charakter, da sie nicht effektiv Auskunft gibt, wie lange sich ein sessiles Bakterium unter wachstumsfreundlichen Bedingungen im System aufhält.
Für Trägerverfahren sind deshalb die Raumumsatzleistung BR und die oberflächenspezifische Umsatzleistung BA massgebend.
BR = Q * Zulaufkonzentration / Reaktorvolumen
BA = Q * Zulaufkonzentration / a * Reaktorvolumen
BR = Raumumsatzleistung [g m-3 d-1]
BA = oberflächenspezifische Umsatzleistung [g m-2 d-1]
Q = Durchfluss durch das System ohne Rezirkulation [m3 d-1]
a = spezifische Oberfläche des Trägers [m2 m-3]
Worauf wird ein Wirbelbett bemessen?
basierend auf einer CSB - und Stickstoffbilanz
Woraus besteht ein Tropfkörper?
Ein Behälter mit Füllmaterialien für eine möglichst grosse Oberfläche für das Wachstum von Bakterien;
Worin liegen die Vor-/ Nachteile von Drehkolbengebläse und Schrauben-Turboverdichter?
Drehkolbengebläse: keine Schmierung, günstiger aber mehr Platzbedarf,
Schrauben-Turboverdichter: weniger Platz, besserer Wírkungsgrd aber teurer
(A5 - V/5 7-63)
Worin liegen die Vor-/Nachteile? (Rotationstauchkörper)
Vorteile:
- einfacher Bau,
- keine komplizierte Steuerung,
- keine hohe Anforderungen ans Personal,
- günstige Investitionen;
Nachteile:
- empfindlich auf Verstopfungen,
- geruchsprobleme,
- Achsbrüche,
- keine Eingriffsmöglichkeit wegen Reinigungsleistung,
- Beständigkeit Wickelkörper zeitlich beschränkt
Worin vermuten Sie die Stärken / Schwächen der Membrantechnik in der Abwasserreinigung?
Stärken:
- 100%-Elimination des partikulären CSB bzw. GUS,
- kompakte Bauweise,
- keine Nachklärung,
- Filtration,
- UV Behandlung,
- gereinigtes Abwasser darf direkt versickert werden;
Schwächen:
- intensive Reinigung,
- Abwasservorbehandlung (Rechen, Siebe) zwingend,
- komplexe Steuerung,
- Anforderung Betriebspersonal hoch,
- Hohe Investition,
- Lebensdauer Membranen z.Z. ca. 5 Jahre
Worum handelt es sich beim „braunen 5chaum" in ARA's meistens? Weshalb schwimmt er an der Oberfläche?
Nocardia; Durch eingeschlossene Gasbläschen
Wovon hängt der maximale Sauerstoff ab bzw. was verursacht den massgeblichen Sauerstoffverbrauch?
Vom Verbrauch der Kohlenstoffelimination (OVCSB) einschliesslich der endogenen Atmung, der Bedarf für Nitrifikation (OVN) sowier der Einsparung an Sauerstoff aus der Denitrifikation (OVD)
Wovon hängt der O2-Bedarf ab?
Vom Verbrauch der Kohlestoffelimination, einschliesslich der endogenen Atmung, der Bedarf für Nitrifikation sowie der Einsparung an Sauerstoff aus der Denitrifikation
Wovon hängt der O2-Eintrag ins Wasser ab?
Er ist temperaturabhängig
Wozu dienen die Stossfaktoren?
Der Stossfaktorfm stellt das Verhältnis des Sauerstoffverbrauchs für Kohlenstoffelimination in der Spitzenstunde zum durchschnittlichen Sauerstoffverbrauch dar
Zeichnen Sie schematisch den Aufbau eines stäbchenförmigen Bakteriums.
- Zellwand (Zw),
- Cytoplasma-Membran (Cm),
- Cytoplasma (Cp) oder Zellsaft,
- Chromosomenfaden (N) (Erbmaterial)
- Ribosomen (Rb), wo die Eiweiss-Synthese, speziell der Aufbau der Enzyme erfolgt.
- Geisseln (Ge),
- Pili (Pi),
- Kapseln (Ka) oder Schleimhüllen.
- Plasmide (Pl) enthalten. Dabei handelt es sich um zusätzliches Erbmaterial.
Zu weichem Zweck werden Polymere in der Abwasserreinigung eingesetzt?
Als Fiockungsmittel
Zu welchem Zweck wird in der Abwasserreinigung Peressigsäure eingesetzt?
Zur Desinfektion des gereinigten Abwassers vor der Einleitung in einen Vorfluter mit erhöhten Anforderungen an die Hygiene (Badegewässer).
Zu wie viel % besteht der Frischschlamm (TS) aus organischem Anteil?
- 2/3, 66% organische Stoffe
- 1/3, 33% anorganische Stoffe
Anorganische Stoffe im Frischschlammwerden wie bestimmt?
in dem man die Schlammtrockensubstanz bei 550°C verascht. --> Glührückstand in %
Auf welche maximale Abwassermenge wird die ARA ausgelegt?
QARA-max = 2 QT-max
ln der Schweiz wird die ARA üblicherweise auf den 2-fachen maximalen Trockenwetteranfall ausgelegt
Aufgrund der Sauerstoff anforderung werden die Gebläse wie gesteuert, reguliert?
Frequenzumformer;
(A5 - V/59)
Aus welchen Becken besteht das A/I-Verfahren?
Belebungs- und Nachklärbecken;
BB Reinigung und Sedimentation über Wegachse, A/l Reinigung über Zeitachse, Sedimentation separat
Aus welchen Stickstoffverbindungen setzt sich der Gesamtstickstoff zusammen?
organischer- (Org-N),
Ammonium- (NH4-N, NH3-N),
Kjedahl- (TKN),
Nitrit- (NO2-N),
Nitrat-Stickstofi (NO3-N);
Gesamt-N = Summe von Org. N + NH4+ + NH3 + NO3- + NO2
Bei der Abwasserreingung wird in den verschiedenen Behandlungsstufen Stickstoff umgewandelt und eliminiert. ln welchen Behandlungsstufen wird Stickstoff eliminiert?
N-Bilanz
Bei der Bestimmung von organischen Verbindungen im Abwasser werden sogenannte Summenparameier verwendet. Welche kennen Sie?
- CSB = Chemischer Sauerstoftbedarl;
- BSB = Biochemlscher Sauerstoflbedarf;
- TC = Gesamtkohlenstotf;
- TlC = Gesamter anorganischer Kohlenstoff;
- TOC = Gesamter organisch gebundener Kohlenstoff;
- DOC = Gelöster organisch gebundener Kohlenstoff
Bei einer Beeinträchtigung des Belebtschlammes durch Giftstoffe ändert sich häufig dessen Farbe.
Welche Farben gibt es beim Belebtschlamm?
- Graubraun bis mittelbraun -› Normaler Zustand
- Hellbraun -› Blähschlamm oderjunger Schlamm
- Dunkelbraun -› Belebtschlamm mit hohem Schlammalter oder auch hochbelasteter Schlamm
- Rötlich braun -› Bei Anwesendheit von dreiwertigem Eisen (Fe3+) aus Fällmitteln
- Schwarz -› Angefaulter Schlamm
- Gräulich -› Häufig absterbender Schlamm, unausgewogenes Nährstoffangebot
Bei einer normal arbeitenden Belebtschlammanlage bewegt sich der Belebtschlammindex in welchem Bereich?
50 bis 150 ml/g
Bei welchem biologischen Reinigungsprozess wird mehr Überschussschlamm gebildet:
Beim anaergben oder aeroben Verfahren ?
Beim aeroben Verfahren entsteht mehr Überschussschlamm (rund 10 mal mehr als beim anaeroben Verfahren (in diesem Falle in der Faulung)
Beim Abbau von (organischen) Stoffen werden Elektronen frei. Übertragen die Bakterien die Elektronen (H) auf O2, werden sie als Aerobier bezeichnet. Neben anderen gibt es die Gruppe der fakultativen Anaerobier. Welche Produkte scheiden diese Organismen in Abwesenheit von O2 und NO3 aus?
Alkohole und Fettsäuren
Beschreiben sie das A/I-Verfahren?
BB+NKB werden zusammengefasst. Zuerst beschickt, dann belüftet, C wird während der Deniphase zugegeben.
Der Rücklaufschlamm wird jeweils in das Becken gegeben, das mit Abwasser beschickt wird.
Bezüglich Wartung/Unterhalt und Anforderung an das Betriebspersonal ist was zu beachten? (Festbett)
Die Anforderungen ans Betriebspersonal sind anspruchsvoller, höherer Automatisierungsgrad, höherer Steuerungsaufwand, mehr Schieber, Messungen Pumpen und Maschinen sind zu warten bzw. zu unterhalten
Der Messwert einer Sauerstoffmessung wird auf dem Leitsystem als Kurfe aufgezeichnet.
In welcher Form wird der Messwert von der O2-Messung zum Leitsystem übertragen ?
- z.B. in Form eines Analogsignals (0..20mA, 4..20mA, 0..10\/) oder
- als Digitalsignal über einen Bus (Feldbus, Profibus etc).
Der Nährstoffanspruch von Bakterien entspricht welchem Gewichtsverhältnis von C:N:P
etwa 100:10:3
Der Rücklaufschlamm wird mit einer in Abhängigkeit der Abwasserzulaufmenge reguliert.
Welche energieoptimierte Möglichkeit gibt es heute, um die Fördermenge zu variieren?
- Drehzahlverstellung über Frequenzumrichter (mit Asynchronmotor).
- N.B. Drosselung mit Schieber nicht energieoptimiert.
Die Bakterien brauchen für den Aufbau des Zellgerüsts Kohlenstoff. Welches sind die zwei Hauptgruppen von Kohlenstoffquellen?
organische - und anorganische Kohlenstoffquellen (totes org. Material oder Kohlendioxid CO2)
Die Löslichkeit der bei der chemisch~physikalischen Phosphorenlfemung gebildeten Metallphosphate ist abhängig vom pH-Wert. Die geringste Löslichkeit des FePO4 liegt im pH-Bereich 5.0 bis 5.5, die des AlPO4 im pH-Bereich 6.0 bis 7.0.
Wieso werden in diesen pH-Bereichen trotzdem keine guten Fällungsergebnisse erzielt?
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 Sauerstoffkonzentration ist der zentrale Steuerungsparameter. Welchen Anspruch an die Gebläse lässt sich daraus ableiten? (Wirbelbett)
Grob und feinblasige Gebläse müssen über eine grosse Bandbreite verfügen
Eine ARA für kommunales Abwasser besteht im Wesentlichen aus welchen Verfahrensstufen?
- Mechanische Abwasserreinigung
- Biologische Abwasserreinigung
- Phosphatentfernung
- Schlammbehandlung und -beseitigung
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Lernkarten
Was sind Viren ?
Hochkomplizierte. "giftige" organische Partikel, die an der Grenze belebte / tote Materie stehen.
Was sind Viren?
Viren sind eher als komplizierte, in vielen Fällen hochgiftige organische Verbindungen anzusehen, da sie für zahlreiche schwere Erkrankungen verantwortlich sind;
(A5 - ll//6)
Was sind Voraussetzungen, damit die Organismen im Belebtschlamm leben können?
- Sauerstoff
- geeigneter pH-Wert.
- Nährstoifverhältnis C:N:P
- Art und Zusammensetzung der Spurenelemente
- Temperatur darf ein gewisses ii/lass nicht überschreiten (< 40° C)
Was verstehen Sie unter biologischer Phosphor-Elimination?
biologische Phosphor-Elimination heisst, dass spezielle Bakterien im belebtschlamm durch entsprechenden Betrieb der ARA vermehrten Aufnahme von Phosphat angeregt und anschliessend mit dem Überschussschlamm abgezogen werden können
Was verstehen Sie unter dem Begriff „ Mikroorganismen"?
Unter dem Begriff Mikroorganismen werden tierische, pflanzliche und andere belebte Organismen verstanden, die so klein sind, dass sie von blossem Auge als Einzelindividuen nicht mehr feststellbar sind. Das heisst, es handelt sich um Organismen, die kleiner als 0.1mm sind und nur unter dem Mikroskop erkennbar sind;
(A5 - lll/3)
Was versteht man unter dem Begriff Vielzeller?
Unter Vielzeller versteht man Tiere, Pilze und Pflanze, die in mehrere Zellen aufgeteilt sind.
Was wird mit dem Faktor k3 berücksichtigt?
Sättigungsdefizit
Was wissen Sie zur Thematik Mikroverunreinigung / Membrantechnik?
Durch den vollständigen Rückhalt von Bakterien (<0.4 mikrometer) und den annähernd vollständigen Rückhalt von Viren durch die sich bildende Deckschicht ist das Membran-Verfahren vergleichbar mit einer konventionellen Belebung kombiniert mit Filtration und Desinfektion
Welche 3 Hauptbedingungen müssen in der biologischen Reinigungsstufe (bei normalem häuslichem Abwasser) erfüllt sein, damit die Kläranlage voll nitrifiziert, das heisst, Ammonium vollständig zu Nitrat umgewandelt wird?
- Hohes Schlammalter (grösser 8 Tage),
- genügend Sauerstoff (stets grösser 2mg/l)
- pH grösser 7 (Pufferkapazität)
Welche 3 Hauptgruppen von Stoffen können den ARA-Betrieb stören?
- Aufschwimmende Stoffe,
- Absinkende Stoffe,
- Gut wasserlösliche Stoffe
Welche Anforderung stellt die Membran an die mechanische Vorreinigung?
- Eine gute Vorreinigung ist notewndig damit keine Verstopfungen und Verzotungen auftreten.
- Belüfteter Sand- und Fettfang, Feinrechen und Sieb < 1mm.
- Plattenmembranen 1-3mm Rechen
Welche Anlagenteile gehören der mechanischen Stufe an?
Rechen, Sandfang, Klärbecken und Schlammbehandlung;
(A1/A2 - ll//10/11)
Welche Ansprüche muss das Trägermaterial erfüllen? (Tropfkörper)
- möglichst viel Oberfläche pro Volumen;
- genügend Hohlraum für gute Spülung und Lüftung damit es zu keinen Verstopfungen kommt
Welche Ansprüche stellt das Festbettverfahren an die mechanische Reinigung?
eine effiziente Vorklärung ist unumgänglich;
Welche Arten von Schaum können in einer biologischen Kläranlage auftreten ?
- Weisser Tensid- (Waschmittel-) Schaum, --> Einleiter???
- Gelblicher Eiweissschaum (Hinweis auf zerfallende Biomasse). --> ARA???
- Brauner Schaum (herrührend von Nocardia). --> ARA???
Welche Aussagen kann man durch das Auftreten von Schwefelbakterien im Belebtschlamm treffen?
alter, angefaulter Schlamm, liegengeblieben im Kanalnetz, bei Blähschlamm usw
Welche Aussagen können mit einer mikroskopischen Belebtschlammanalyse gemacht werden?
- ist die Sauerstoffversorgung ausreichend
- Sind Faulzonen vorhanden
- Schlammbelestung
- Aussage über Stabilität des Betriebes
- Anzeige von Glflwlrkung
- Nachweis Blähschlamm. Schwimmschlamm, Schaum
- Alter vom Schlamm
Welche Auswirkungen haben Giftstoffe häufig auf den Belebtschlammindex?
Akut giftig wirkende Stoffe führen innert kurzen Zeit zum Zerfall der klassischen, kompakten Flocke Struktur und damit zur Erhöhung des Belebtschlammindexes
Welche Belüftung ist vorzusehen? (Membranbiologie)
eine feinblasige Belüftung
Welche Betriebsprobleme können auftreten und welche Massnahmen sind vorzusehen? (Tropfkörper)
- Verstopfungen.
- schlechte Rückspülung.
- einfrieren.
Welche chemischen Stoffe werden von der Zelle zur Verdauung von Nahrungspartikeln produziert?
Enzyme
Welche drei Stoffgruppen sind im organischen Teil des Frischschlammes hauptsächlich enthalten?
- Kohlehydrate (z.B. Zellulose, Stärke, Zucker)
- Fette (z.B. Fettsäuren, Seife)
- Eiweisse
Welche Eigenschaften treffen auf Enzyme zu?
- Enzyme sind Biokatalysatoren, welche die biochemischen Prozesse beschleunigen.
- Enzyme werden nicht „verbraucht“.
- Enzyme sind substratspezifisch, sie können nur bestimmte Verbindungen umwandeln und nur einzelne Reaktionsschritte katalysieren.
- Der Aufbau (Synthese) der Enzyme benötigt viel Energie.
- Enzyme können durch Endprodukte und Substrate gehemmt werden.
- Enzyme benötigen optimale Bedingungen für ihre maximale Aktivtät: pH-Wert, Temperatur, Salz-Konzentration.
- Enzyme benötigen Aktivatoren und Spurenstoffe wie Zink, Kupfer, Mangan usw.
- Enzyme werden durch Gifte gehemmt: Quecksilber, Cyanid usw.
Welche Eigenschaften und Zusammensetzung weist der Frischschlamm auf?
- Frischschlamm = Primärschlamm + Sekundärschlamm (ÜSS)
- lnhomogenes Gemisch, das sich aus Fäkalienschlamm (Bodenschlamm) aus dem Vorklärbecken und dem Überschussschlamm aus der biologischen Reinigungsstufe zusammensetzt.
- 65% organische Stoffe wie Kohlenhydrate (Zucker, Stärke, Zellulose), Fette (Seife, Fettsäuren), Eiweisse (Fleisch, Gemüse),
- 35% anorganisch Stoffe wie Kieselsäure, Kalzium, versch. Metalle, Phosphor usw.;
- Belebte Substanz wie Mikroorganismen (Bakterien, Schimmelpilze) und unbelebte Substanz wie Sand
Welche Faktoren beeinflussen den a(alpha)t-Wert?
- Belüftungsystem (Blasengrösse),
- Beckengeometrie,
- Abwasserinhaltsstoffe,
- Druckluftsysteme,
- organische Belastung,
- Regenwetter,
- Abbauprodukte;
Welche Funktionen haben Weidegänger in der Belebtschlamm-Biozönose?
Weídegänger„grasen” die Flocken ab
Welche Grössen beeinflussen den O2-Eintrag?
- Belüftungssystem,
- Beckengeometrie,
- Abwasserinhaltsstoffe,
- Druckluftsysteme,
- organische Belastung,
- Regenwetter,
- Abbauprodukte,
- Temperatur
Welche Grössen beeinflussen den Sauerstoffeintrag?
Die Standard- und Betriebsbedingungen
Welche Grössen beeinflussen den Sauerstoffeintrag?
- Betriebs-/Standardbedingungen (Wassertemperatur, Luftdruck, O2-Konzentration, Einblastiefe)
- Sauerstoffzufuhrfaktor α-Wert
- Sauerstoffaunahmefaktor
- Sauerstoffzufuhrvermögen
- Sauserstoffausnützung (O2Absorbtion)
- OC-Load
Welche Hauptgruppen von Fällungschemikalien kennen Sie?
- Aluminumsulfat
- Polyaluminiumsulfat
- Eiseri(ll)~sulfat
- Eisen(lll)-chlorid
- Kalk
Welche hydraulischen Probleme müssen beachtet werden?
Vollständige Durchmischung des Trägermaterial; träger müssen entgegen der Fliessrichtung eingemischt werden; Träger dürfen sich nicht vor dem Trennsieb ansammeln (Verstopfungsgefahr)
Welche industriellen / gewerblichen Abwässer können einen Einfluss auf die Abwasserbehandlung haben?
Nahrungsmittelbetriebe, Metallverarbeitung - Galvanotechnik, Textilindustrie;
Welche Kennzeichen haben Eukaryonten?
Verschiedene Zellbestandleile (Zellorganelien) übernehmen bestimmte Funktionen.
Ihre DNA wird von einem Zellkern umhüllt.
Welche Lebewesen sind im Belebtschlamm am häufigsten enthalten?
Prokaryonten
Welche Lufteintragssysteme benötigt eine Biofilterzelle und was ist bezüglich Anfahrspitzen zu beachten?
- über FU,
- zuschalten einzelner Gebläse,
- Druckverlust
Welche Mikroorganismen-Arten des Belebtschlammes werden bei tiefem Schlammalter ausgewaschen ?
Bei tiefem Schlammalter werden diejenigen Bakterien ausgewaschen. die langsam wachsen. das heisst, für eine Zellverdopplung viel Zeit benötigen.
Welche Nahrungsquellen dienen dem Menschen und den Pflanzen als Energiequelle?
Kohlenstoff, Proteine, Kohlenhydrate, Lipide;
(A5 - Ill/27,45)
Welche Nährstoffe enthalten am meisten Energie?
organische Verbindungen (totes organisches Materíalj;
(A5 - lll/27-2.9)
Welche Organismen (neben dem Klärwärter) tragen wesentlich zu einem klaren ARA-Abfluss bei?
Höhere Organismen wie Pilze, Protozoen, Rädertierchen und Fadenwürmer (Nematoden)
Welche Phosphorverbindungen kommen vornehmlich im ARA-Abfluss vor?
Ortho-Phosphate
