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
Was für Ansaugkonzeptegibt es? (Gebläse)
Frischluftansaugung innerhalb oder ausserhalb des Gebäudes;
(A5 - V/56)
Was für eine Beckengeometrie ist für das Wirbelbett vorteilhaft?
einzelne quadratische Becken; grosse lange Becken müssen unterteilt werden
Was für Pumpen eignen sich für Rücklauf-, Überschussschlammförderung bzw. inwiefern Rezirkulation und wieso?
Kreiselpumpen, hoher Wirkungsgrad, kleine Drehzahlen 950-1450 U/min, Schlammschonend,
wenig Sauerstoffeintrag
Was heisst A/I-Verfahren?
Alternierend- lntermittierend; Beschickend - Belüftend
Was heisst Festbett? (Getauchte Festbettreaktoren)
Festbett oder Biofilter steht für einen eingestauten Reaktor, bei dem das eingesetzte Trägermaterial für die Biomasse räumlich festgehalten und vom Abwasser durchströmt wird
Was heisst max. Trockenwetteranfall; Wie wird er bestimmt?
QARA-max = 2 QT-max
In der Schweiz wird die ARA üblicherweise auf den 2-fachen maximalen Trockenwetteranfall ausgelegt; Der maximale Trockenwetteranfall bestimmt sich aus der absoluten Abwassermenge pro Tag bei Trockenwetter und dem charakteristischen Stundenteíler n je nach Grösse des Einzugsgebietes
Was heisst maximaler Trockenwetteranfall QTWA?
Der maximale Trockenwetteranfall bestimmt sich aus der absoluten Abwassermenge pro Tag bei
Trockenwetter und dem charakteristischen Stundenteiler n je nach Grösse des Einzugsgebietes
Was heisst Wirbelbett und was Belebtschlamm?
Wirbelbett ist eine Kombination von Trägersystem und Rücklaufschlammverfahren
(Belebtschlamm)
Was heisst Wirbelbett?
lm Wirbelbettverfahren wird Trägermaterialfür den Aufwuchs von Biofilm bereitgestellt. Dieses wird im Reaktor durchmischt und in Schwebe gehalten Das System steht zwischen dem Belebtschlamm- und dem Festbettverfahren
Was ist bei der Auslegung des Gebläses zu beachten? (A/I-Verfahren)
- Es werden feinblasige Druckbelüftungen (Tellermembrane, Rohrmembrane) eingesetzt.
- Die Gebläse müssen grösser ausgelegt werden, da in kürzeren Zeiten der erforderliche Sauerstoffbedarf eingetragen wird
Was ist beim Luftansaug bzw. Rohrleitungssystem zu beachten? (Gebläse)
Kanäle müssen völlig sauber, staubfrei, Luftdicht und eine glatte Oberfläche haben
(A5 - V/63)
Was ist Blähschlamm ?
Weshalb entsteht er ?
- Blähschlamm ist ein Belebtschlamm, der viele fädige Bakterien enthält und deshalb schlecht absetzt (Schlammindex grösser 150 ml/g ).
- Fädige Bakterien: Zucker, Fettsäuren.... --> hoher Anteil an gut abbaubarem Substrat im zu reinigenden Abwasser.
Was ist Blähschlamm?
zusammenhängende Fäden von Bakterien führen zu Blähschlamm
Was ist der Grund für einen hohen Schlammindex ?
Hoher Anteil von fädigen Bakterien, die aus der Schlammflocke herausragen und sich gegenseitig
beim Absetzvorgang behindem.
Was ist der Grund für einen hohen Schlammindex?
Hoher Anteil von fädigen Bakterien, die aus einer Schlammflocke herausragen und sich
gegenseitig beim Absetzvorgang behindern.
Was ist der Grund für schwarze Schwimmschlammfladen auf der Vorklärung ?
Schwarze Schwimmschlammfladen entstehen bei "Faulungsprozessen" (kein O2. kein NO33-,...).
Die schwarze Farbe entsteht durch die Bildung von Eisensulfid (FeS, schweriösliche Verbindunzg/Salz).
Das Eisen stammt aus dem Abwasser oder vom Fällmittel. Das Sulfid entsteht aus Sulfat (SO42-), das
durch Bakterien in Sulfid (S2-) umgewandelt wird.
Was ist der Unterschied zwischen dem Belebtschlamm- und dem SBR-Verfahren?
- Belebtschlammveıfahren hat Absetz,- Belebungs- und Nachklärbecken sowie Filtration.
- SBR-Verfahren hat nur ein Becken und evt noch ein Vorlagebehälter ; SBR braucht grössere Sauerstoffversorgung,ist aber in der Gesamtbilanz absolut vergleichbar
Was ist der Unterschied zwischen Standard- und Betriebsbedingungen?
Standardbedingungen: OC10 = OVh x k3 x k4 x 1 / a (alpha)
Betriebsbedingungen: OC = OC10 x 1 / k3 +1 / k4 x a (alpha)
Was ist ein Biofilm?
Biologischer Rasen, die Schicht der Bakterien auf einer Fläche.
(Biologischer Rasen für Trägermaterial)
Was ist ein Biofilm?
Bewuchs von Mikroorganismen (biologischer Rasen)
Was ist ein Biofilm? (Getaucht Festbettreaktoren)
Bewuchs von Mikroorganismen (biologischer Rasen)
Was ist ein Katalysator?
Reaktionsbeschleuniger; (A5 - lll/42)
Was ist eine Kläranlage mit Totaloxidation ?
Welches sind die Vor- und Nachteile einer solchen Anlage ?
Bei einer Totaloxidationsanlage wird der Belebtschlamm ausgehungert, er baut sich selbst ab.
- Vorteil: Keine Faulung des Überschussschlammes notwendig.
- Nachteil: Belüftung notwendig, kein Faulgas.
Was ist Schwimmschlamm ? Weshalb entsteht er '?
- Schwimmschlamm ist Belebtschlamm, der infolge hohem Anteil an hydrophoben (=wasserabstossenden) Bakterien wie beispielsweise Nocardia (brauner Schaum) an die Wasseroberfläche steigt. Oft können auch Einschlüsse von Gasbläschen den Belebtschlamm zum Flotieren bringen.
- häufig bei schwach belasteten Anlagen --> Nocardia, Microthrix
- Denitrifikation im Schlammbett der Nachklärung, Ausgasen von N2, Schlammfiocken treiben auf
Was ist unter dem Begriff „adaptierter Belebtschlamm” zu verstehen?
„künstliche Stoffe" die schlecht abbaubar sind ;
(A5 - lll/48,49)
Was ist Überschussschlamm?
Infolge von Bakterienvermehrung werden in der biologischen Reinigungsstufe der ARA's grosse Mengen von Überschussschlamm gebildet
Was kann die Klärschlammqualität über die Belastung des Einzugsgebíets der ARA aussagen?
Indikatorfür die Umweltbelastung; Schwermetalleinträge durch die Luftverschmutzung (Meteorwasser), Industrie und Gewerbe
Was können sie zur intermittierenden Belüftung/Energieverbrauch sagen? (A/I-verfahren)
lm Bereich Belüftung werden in Folge des leistungsfähigen Systems und der intermittierenden Betriebsweise massive Energieeinsparungen erzielt
Was machen sie mit einem erhöhten Schlammindex? (SBR)
Die Sedimitationszeit kann verlängert werden, das heisst Rühr- und Belüftungszeit werden verkürzt
Was muss auf den Betrieb betreffend O2 - Verbrauch berücksichtigt werden?
hoher Energie- Stromverbraucher
Was muss beachtet werden? (Frischluftansaugung Gebläse)
- Aussentemperaturen,
- Unterkühlung des Raumes,
- Temperaturnen im Gebläseraum,
- Verunreinigungen,
- Schallausbreitung;
(A5 - V/56-5 7)
Was muss bei der Auslegung der Gebläseleistung berücksichtigt werden?
Schlammbelastung, Wassertemperatur, Höhe der Kläranlage, α-Wert (alpha), Belüftungssystem;
Was passiert chemisch bei der Phoephatfällung ?
Metalliogien, zum Beispiel Eisen (Fe3+) oder Aluminium (Al3+), verbinden sich mit dem Ortho-Phosphat lon PO43- .
Es entsteht eine Verbindung (FePO4 oder AIPO4). die sehr schwer wasserlösiich ist und deshalb als Salz ausfällt.
Was passiert mit dem Überschussschlamm? (Wirbelbett)
kein Überschussschlamm
Was passiert mit den Eiweissen (Proteinen) im Belebungsbecken der ARA?
Mit Eiweissen entstehen neben Wasser und Kohlendioxid erhebliche Mengen von Ammonium
Was passiert wenn zu viel / zu wenig Sauerstoff eingetragen wird?
- zu viel ist Energieverschwendung und bringt nichts.
- Zu wenig kann Reinigungsleistung beeinträchtigen, Schlamm setzt sich ab
Was sind die Vor-/ Nachteile einer Kollektor- bzw. lnsellösung? (Gebläse)
Vor-/Nachteile-lnsellösung sind:
- anpassbare Sauerstoffversorgung,
- weniger empfindlich auf Druckschwankunen und hohen Sicherheit.
- Ist aber die teurere Lösung;
Vor-/Nach teile Kollektorlösung sind
- grösserer Steuerungsaufwand,
- Sauerstaffdosierung über Gebläse und Klappen,
- weniger Sicherheit
- dafür billigere Lösung;
(A5 - V/59)
Was sind Enzyme?
Biokatalysatoren welche die biochemischen Prozesse beschleunigen ,'
(A5 - lll/48)
Was sind Kennzeichen von Lebewesen?
- Bewegung
- Stoffwechsel
- Fortpflanzung l Vermehrung
- Wachstum
- Atmung
- Reizbarkeit
Was sind vernünftige Bereiche für a(alpha)-Werte?
zwischen 0.57 und 1.0 (Regenwetter)
