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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-
Cartes-fiches
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
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
Erklären sie das Verfahrensprinzip? (Rotationstauchkörper)
ähnlich wie beim Tropfkörper.
Halb in Becken eigetauchte rotierende Scheiben die Zeitweise im Abwasser und zeitweise von Luft umgeben sind
Erklären sie die Begriffe:
- Membran,
- Permeat,
- Deckschicht
- Modul
- Membrane sind folienartige, mikro- und makroporöse Trennschichten.
- Permeat sind Komponenten die die Membran nahezu ungehindert passieren (Klarwasser).
- Durch den Rückhalt (Mikrofiltration) von Bakterien und Viren bildet sich die Deckschicht (Filtrationsprozess).
- Module sind verschiedene Einbauweisen (Hohlfasermembran, Casesette, Plattenmembran)
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.
Erläutern sie den Begriff
- Sauerstoffeintrag OE10
- Sauerstoffausnützung %10 bzw. OU %10/m
- Der Sauerstoffeintrag OE10 gibt an, wie viel Sauerstoff bei Standardbedingungen pro aufgewendete Energie in ein System eingetragen werden kann (Wirtschaftlichkeit)
- Die Sauerstoffausnützung OU10 ist definiert als jene Menge Sauerstoff, die pro Standardluftmenge bei Normalbedingungen absorbiert wird. OU10 ist ein Mass für die Wirkung eines Belüftungssystems (Angabe des Belüftungsausrüsters)
- OU%10 erfolgt häufig in %
(A5 - V/32/33)
Es existieren Bakterien, die bei Abwesenheit von Sauerstoff, aber bei Vorhandensein von Nitrat und gut abbaubaren organischen Verbindungen zu wachsen vermögen. Wie werden sie genannt? Sind solche Bakterien im Vorklär-, Belebungsbecken sowie im Faulraum zu erwarten?
Denitrifikanten; ja??
Existieren neben schädlichen auch nützliche Bakterien?
ja; (Kläranlage, Nahrungsmittelindustrie)
(A5 - /I//3)
Für die gleiche Menge an gefälltem Phosphor, wo müssen Sie mehr Fällungsmittel einsetzen:
Bei der Vorfällung oder bei der Simultanfällung?
Bei der Vorfällung
Für die Wachstumsgeschwindigkeit eines Bakteriums spielt neben anderen Faktoren die Geschwindigkeit der Stoffaufnahme eine Rolle.
Welches ist die langsamste, welches die schnellste Art der Stoffaufnahme?
- Einfache Diffusion ist langsam
- Aktiver Transport ist die schnellste
In einer Belebtschlammprobe sind viele Schalenamöben sowie einige Rädertierchen, Nematoden und Sauginfusorien enthalten.
Was lässt sich daraus schliessen?
der Schlamm hat ein hohes Schlammalter
In welchem zeitlichen Rhythmus sollte eine Belebtschlammanalyse durchgefühn werden?
regelmässig
In welcher Form fliesst Phosphor zu Ihrer ARA?
Als gelöste und ungelöste Phosphorverbindungen.
Die gelösten Phosphorverbindungen werden als Ortho-Phosphat bezeichnet.
In welcher Stufe erfolgt der C-Abbau und warum? (Getauchte Festbettreaktoren)
in der 1. Stufe im Festbett
Ist Austrocknen der Membran ein Problem, wieso?
Die Oberflächenbehandlung wird in Mitleidenschaft gezogen
Ist Nitrifikation bzw. Denitrifikation möglich? (Festbettreaktoren)
ja
Je nach Bakterium werden als Energiespender für Lebenserhaltung, Wachstum und Bewegung unterschiedliche Quellen verwendet. Welches sind diese drei Hauptquellen? Welche Quelle ist im Faulraum nicht vorhanden?
Organische Substanzen, Anorganische Substanzen, Licht (Organische Verbindungen wie Zucker, Alkohole, Ammonium, Wasserstoff, Schwefelwasserstoff u.a.) Licht ist im Faulraum nicht vorhanden
Kennen Sie bereits Einsatzgebiete von Membranen?
kleine dezentrale Anlagen mit starken Lastschwankungen und in empflndlichen Gebieten, wo z.B eine Versickerung des gereinigten Abwasser erforderlich ist. (Säntis)
Kennen Sie bereits Verfahren / Trägersysteme?
Kaldnes-Veıfahren (hohlzylinder) Biofilmchip,
Linpor-Verfahren (Schaumstoffwüıfel),
Fluopur oder Kunststoffllies-Verfahren (thermisch verfestigtes Fliess)
Kennen Sie bereits verschiedene Ausrüstersysteme? (Getaucht Festbettreaktoren)
nein
Kennen Sie Füllmaterialien? (Tropfkörper)
geformte Teile aus Kunststofi, Kunstszoffelemente
