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
lm Rohabwasser einer ARA beträgt die BSB5-Konzentration 350 mg/I. Die Tages-Wassermenge beträgt 8'800 m3/d. Pro Einwohner rechnet man mit 60 g BSB5/d.
- Berechnen Sie die BSB5 Tagesfracht.
- Wie viele Einwohner sind an die ARA angeschlossen?
- 3'080 kg/d BSB5
- 51333 E
lm Vergleich zum Belebtschlammverfahren werden welche Grössen zusätzlich gemessen? (Membranbiologie)
- Durchlässigkeit der Membranfilter;
- Transmembrondruck;
- momentaner Permeatdurchfluss;
ln vielen Bakterien können nach entsprechender Anfärbung bei Betrachtung im Lichtmikroskap Zelleneinschlüsse festgestellt werden.
Worum handelt es sich und wozu dienen sie den Mikroorganismen?
Um Speicherstoffe, diverse Einschlüsse wie Polyphosphate, Zuckerverbindungen, fettortige Verbindungen, Schwefel Tröpfchen und andere Stoffe
ln wie viele Bereiche ist die belebte Natur eingeteilt?
in 5 Bereiche
- Tiere,
- Pilze,
- Pflanzen,
- Protisten,
- Bakterien und Cyanbakterien = Blaualgen;
(A5 - ll//3-5)
Lässt sich die Reinigungsleistung steuern? (Rotationstauhkörper)
keine Eingriffsmöglichkeiten auf die Reinigungsleistung
Mit welchem Parameter kann die Reinigungsleistung verändert bzw. gesteigert werden?
mit der Sauerstoffkonzentration
Mit welchem Ziel werden die Polymere in der Abwasserreinigung eingesetzt?
- Steigerung der Nährstoifelimination durch weitergehende Feststoffabscheidung
- Generelle Verbesserung der Reinigungsleistung
- Einsparung von Fällungsmittel
- Verminderung der anfallenden Fällungsschlammmengen
Mit welchen Massnahmen können in den Trocknungsverfahren die Wirtschaftlichkeit verbessert und die Geruchsprobleme gemeistert werden?
Grosse Mengen trocknen; durch technische Massnahmen am Bau ( Luftfilter);
(A5 - V/5)
Muss vor den Biofilterzellen ein Notüberlauf vorgesehen werden? (Festbett)
Ein Notüberlauf ist vorzusehen
Nenne die fünf Reiche der belebten Natur.
- Reich der Tiere
- Reich der Pilze
- Reich der Pflanzen
- Reich der Protisten
- Reich der Cyanchobakterien (Bakterien)
Nenne mindestens drei anorganische Stickstoff-Verbindungen.
Ammonium, Ammoniak, Nitrit, Nitrat, Salpetersäure, Stickoxid, Lachgas, ..
Nennen Sie die Verfahren zur Erhöhung der Schlammkonzentration?
Maschinelle Frischschlammeindickung, Festbettreaktor (fixieren der anaerob- Bakterien im Faulturm)
Nennen Sie drei Gruppen von Bakterien, die im Belebtschlamm, aber nicht im Faulschlamm vorkommen.
- Kugelförmige Bakterien,
- Filamente bildenede Bakterien (Scheidenbakterium Sphärotllus),
- Actinomyceten (Strahlenpilze wie Nocardia),
- gestielte Bakterien (Hyphomicrabiuın) ;
(A5 - //l/18-20)
Nennen Sie ein Belebtschlammbakterium, das nicht zum Abbau von organischem Material beiträgt
Nitrifikanten, sie wachsen auf CO2, auch viele Methanbakterien
Organische Stoffe im Frischschlamm gehören zum grössten Teil welchen drei Stoffgruppen an?
- Kohlenhydrate (z. B. Zucker; Stärke, Zellulose)
- Fette (z.B. Seife, Fettsäuren)
- Eiweiss (in Fleisch und Gemüse)
Sind alle natürlichen Stoffe biologisch gut abbaubar?
Nein, einige Zuckerverbindungen sind so kompliziert zusammengesetz, dass sie nur teilweise oder langsam abgebaut werden
Sind Bakterien von blossem Auge sichtbar?
nein, nur wenige in Kolonien;
(A5 - /ll/11)
Sind die Viren ein Zwischending zwischen Algen und Bakterien?
nein, Viren sind eher als komplizierte, in vielen Fällen hochgiftige organische Verbindungen
anzusehen, da sie für zahlreiche schwere Erkrankungen verantwortlich sind
Stellt die Abnützung ein Problem dar?
mit grosser Wahrscheinlichkeit keine Schäden durch Abnützung
Stimmt die Aussage, dass sich die organischen Stoffe vier Hauptgruppen zuordnen lassen, nämlich den Zuckern (Kohlenhydraten), den Fetten (Lipiden), den Eiweissen (Proteinen) und den Alkoholen/Säuren?
Nein, nur drei (Zucker, Fette, Eiweisse)
Stimmt es, dass die Bakterien zu mehr als 90% aus Wasser bestehen?
nein, ca. 80%
Stimmt es, dass sich höher entwickelte Bakterien bei optimalen Nährstoffbedingungen durch Produktion eiartiger Nachkommen, sogenannte Schwärmer, vermehren können?
nein
Um wie viel % steigt der Frischschlammanteil bei Filtration?
5%
Um wieviel % steigert der Frischschlammanfall bei Phosphatfällung?
10%
Vereinfachend dargestellt gibt es drei Hauptgruppen von Stoffen, die den Betrieb der biologischen Reinigungsstufe beeinträchtigen können. Welche?
- Aufschwimmende Stoffe
- Absinkende Stoffe
- Gut wasserlösliche Stoffe
Warum braucht die Nitrifikation bei der Oxidation von Ammonium zu Nitrat Sauerstoff?
Die Nitrifikanten benötigen zum Wachstum zwingend Sauerstoff
Warum ist Blähschlamm ein Problem?
Flockenauftrieb, TS senkt sich, schlechte Reinigungsleistung, Gefahr von Schlammrezirkulation
Warum ist das Schlammalter wichtig?
Bei 10°Schlammalter 8-10 Tage sonst keine Nitrifikation
Warum ist eine P-Elimination mit der Simultanfällung nicht möglich? (Festbett)
Eine biologische Phosphorelimination ist zur Zeit grosstechnisch nicht realisierbar
Warum und wie muss der Überschussschlamm eingedickt werden? (Festbett)
Weil sehr dünn ist (ca. 0.05% TS)
Warum verändert sich die Biozönose in der biologischen Reinigungsstufe kontinuierlich?
- als Reaktion auf veränderte Umweltbedingungen (z.B. Temperatur, ...)
- Infolge einer Sukzession etablieren sich bestimmte Lebewesen (u.a. abhängig vom Schlammalter)
Warum werden seit 20 Jahren immer weniger Bachforellen gefangen, obwohl in der gleichen Zeit die Abwasserreinigung enorme Fortschritte gemacht hat?
Zur Beantwortung dieser Frage wurde das Projekt Fischnetz gestartet mit dem Zweck, die komplexen Zusammenhänge zu durchleuchten. Das Projekt wurde im Jahr 2004 abgeschlossen. Es muss allerdings festgestellt werden, dass mehr Fragen aufgetaucht sind, als Antworten gefunden werden konnten. Was die Abwasserreinigung betrifft, weiss man heute, dass auch bei gut funktionierenden Anlagen das gereinigte Abwasser eine Vielzahl von Stoffen enthält, welche für die Organismen in den Gewässern problematisch sein können.
Warum wird die Belastung mit organischen Schadstoffen im Klärschlamm kritischer Beurteilt als die im Kompost?
Wegen den Schwermetallen, Rückstände Pharmaindustrie
Warum wird die Membran rückgespült; worauf ist zu achten?
- Beim Ausfallen von Reinigungsluft kann sonst innert 30 Min zur Verblockung der Membran führen.
- Der maximale Rückspüldruck darf nicht überschritten werden
Was bedeutet die schlagartige Zunahme der Trübung im Abfluss der Abwasserreinigungsanlage?
- Der Zerstörung der Schlammflocke ist Folge der Auflösung der einzelnen Mikroorganismen.
- Die Mikroorganismen sterben ab.
- lm Abfluss der Anlage stellt sich oft eine markante Trübung ein
Was bedeutet ein tiefer BSB5-Verbrauch im Abfluss der Abwasserreinigungsanlage?
Da giftige Verbindungen die Mikroorganismen hemmen, kann sich die Sauerstoff-Zehrung massiv verringern oder ganz zum erliegen kommen, was sich in einem tiefen biochemischen Sauerstoff-Bedarf zeigt
Was begrenzt die Rücklaufmenge hinsichtlich der Denitrifikation?
Die Denitrifikation ist vorgeschaltet, Wirbelbett hat kein Rücklaufschlamm
Was beschreibt der Belebschlammindex?
Die Absetzfähigkeit des Schlammes
\(SVI (ml/g)= {VBB (ml/l) \over TSBB(g/l)}\)
Was bezeichnet man mit dem Begriff Nitrifikation
Umwandlung von Ammonium zu Nitrat über das Zwischenprodukt Nitrit
Was für Anforderungen stellt das Wirbelbett an die Abwasservorbehandlung?
Feinrechen mit 3mm Stabweite; Sand/Fettfang
