VSA Berufsprüfung Schlammbehandlung und Entsorgung
VSA Berufsprüfung Schlammbehandlung und Entsorgung
VSA Berufsprüfung Schlammbehandlung und Entsorgung
Welches sind die hauptsächlichsten Entsorgungsmöglichkeiten?
- Deponie,
- Verbrennung
Welche Möglichkeiten gibt es zur maschinellen Klärschlammentwässerung?
- Zentrifugen
- Bandfilterpressen
- Filterpressen
- DRAIMAD-Verfahren (Filtersäcke)
Wo sind die Grenzen der Entwässerung für verschiedene Schlämme und verschiedene Systeme?
3-45%
Wie gross ist die Belastung aus den Rückläufen der Klärschlammentwässerung?
hohe NH4- N-Belastung;
Warum ist die Klärschlammkonditionierung entscheidend für die Eindickung und Entwässerung?
um ihre Entwässerungs- und Eindickungseigenschaften zu verbessern
Welche Möglichkeiten gibt es zur Klärschlammkonditionierung?
- Homogenisierung;
- chemische Konditionierung (Flockungsmittel)
- thermische Konditionierung (unter Druck, wird erhitzt. Zellsubstanz wird zersetzt)
Wie wirken Flockungshilfsmittel oder Polymere?
Schlammteilchen ballen sich zu Mikroflocken zusammen
Warum wird Klärschlamm hygenisiert?
zur Abtötung von schädlichen Keimen
Welche Auswirkungen hat die Aufhebung der Hygenisierung auf die Klärschlammentwässerung?
Klärschlamm darf nicht mehr als Dünger verwendet werden
Welche Verfahren gibt es zur Hygenisierung von Klärschlamm?
- Thermische
- Chemische
- physikalische Verfahren
Was sind die Grenzen der statischen Eindickung für die verschiedenen Schlämme?
5-12%
Welche Möglichkeiten gibt es zur maschinellen Kiärschlammeindickung?
- Voreindicker,
- Seihtische,
- Zentrifugen,
- Flotation,
- Schneckeneindicker,
- Seihtrommel
Wie gross ist die Belastung aus den Rückläufen der Klärschlammeindickung?
gering
Die anaerobe Faulung, die in Faultürmen stattfindet, gliedert sich grundsätzlich in 4 Stufen: Welche?
- Hydrolysephase: Aufspaltung von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen in ihre Bruchstücke und polymere Substanzen.
- Versäuerungsphase: Versäuerung zu H2, CO2, organische Säuren, Essigsäure und Alkoholen.
- Acetogene Phase: Umwandlung zu Essigsäure und geringen Mengen Methan.
- Methanogene Phase: Durch Methanbakterien wird Essigsäure abgebaut und Methan produziert.
Was geschieht bei der Hydrolyse?
- Umwandlung von partikulären (=festen) Stoffe in gelöste Stoffe Bakterien können nur gelöste Stoffe aufnehmen!
- Geschwindikeitslimitierend für die gesamte Faulung
- Je länger hydraulische Aufenthaltszeit, je mehr Elimination von organischem Material wird erreicht
Erklähre die Vergärung ?
- Zucker und Aminosäuren werden in Essigsäure (Acetat), Propionsäure (Propionat) und Buttersäure (Butyrat) umgewandelt
- Sehr schneller Prozess
- Unempfindlich auf tiefe pH-Werte in der Faulung
- Läuft deshalb immer fast vollständig ab
Erklähre den Abbau von angereicherten Zwischenprodukten im Faulturm.
- Propionsäure (Propionat) und Buttersäure (Butyrat) werden zu Acetat und Wasserstoff abgebaut
- Langsamer Prozess
- Produzierter Wasserstoff muss laufend durch Wasserstoff-oxidierer abgebaut werden
- Empfindlich auf tiefe pH-Werte in der Faulung und zu hohe Wasserstoffkonzentrationen
Erklähre den Acetatabbau.
- Essigsäure (Acetat) wird zu Methan abgebaut
- Sehr langsamer Prozess – geschwindigkeitslimitierend für die Leistung der gesamten Faulung
- Eine hydraulische Aufenthaltszeit im Faulraum von 20 Tagen ermöglicht, genügend dieser Bakterien im Faulraum zu halten
- Prozess ist stark pH-empfindlich. Bei pH < 6.8 wird. der Prozess gestoppt
- Prozess ist empfindlich auf Temperaturabsenkung. Abkühlung von 2 bis 3 °C kann die Leistung um 20 % bis 30 % verringern.
Erklähre die Wasserstoffoxidation im Faulturm.
- Oxidation von Wasserstoff (H2) zu Methan
- Sehr schneller Prozess
- Leistung der wasserstoff-oxidierenden Bakterien ist stark pH-abhängig.
- Beim pH-Wert von 7 (neutral) erreichen sie ihre optimale Leistung, beim pH-Wert von 6 ist nur noch eine geringe Restaktivität verfügbar
Nenne ein paar Hemmstoffe im Faulturm. (Vergiftung der Faulung)
- Kupfer
- Chrom
- Nickel
- Zink
- Nitrobenzol
- Fromaldehyd
- Phenol
- Anilin
- Propanol
- Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW)
- Biozide
Ab 30mg/l
indem man den Schlammtrockenrückstand bei 550 °C verascht.
Bauliche-Massnahmen gegen Schaumbildung in der Faulung sind?
- Absenken Niveau
- Beschickung über Zyklon
- Zerschlagen von Schaum (Brauchwasser auf Schaum)
- Schaumsonde Entschäumer
Bei der Abwasser- und Schlammbehandlung sollte der pH-Wert bestimmte Werte nicht über- resp. unterschreiten. Was für Schäden, Betriebsstörungen oder Veränderungen erwarten Sie, wenn dies trotzdem geschieht?
- Angriffe an Bauten aus Beton bei zu tiefem pH-Wert.
- Angriffe an Metallwerkstücke aus Aluminium, Zink usw. bei zu hohem pH-Wert.
- Optimale Abbauleistung bei der biologischen Abwasserreinigung im neutralen pH-Bereich.
- Verlangsamung des Faulprozesses bei zu tiefem pH-Wert.
Stapelung der Rückläufe und dosierte Beigabe im Zulauf.
Berechne den jährlichen Frischschlammanfall: Annahme 100 g/E*d bei 4% TR= 2,5 I/E*d -für eine Anlagegrösse von 12500 EW, sowie die Faulraumgrösse für 20 Tage Faulzeit
- jährlicher Frischschlammanfall = 11250m3 (2.5Ix360d = 0,9m3/E und a x 12'500E)
- Faulraumgrösse = 625 m3 (2.5l x 12'500E =31.25m3/E und d x 20d)
Betriebliche-Massnahmen gegen Schaumbildung in der Faulung sind?
- keine schnelle Temperaturänderungen
- durchmischen
- gleichmässige Beschickung
- TR-Gehalt <7%
Die Bleikonzentration im Faulschlamm ist 240 mg/kg TS. Die Trockensubstanz beträgt 5.5%. Der Faulrauminhalt beträgt 1'200 m 3 . Wie gross ist die Bleifracht im Faulraum in kg?
1'200 x 5.5 / 100 x 1'000 x 240 / 1'000 / 1'000 = 15.84 kg
Entsteht bei der Faulung auch „Überschussschlamm“?
Auch bei der Faulung entsteht Überschussschlamm, jedoch viel weniger als in der aeroben Belebtschlammstufe. Im Faulraum wird der Energieinhalt des Frischschlamms vor allem in Faulgas (in Methan CH4) und nur durch wenig Energie für den Aufbau von neuem Zellmaterial verwendet.
Das Volumen zu reduzieren.
500 mg/l
In welcher Grössenordnung liegt der Methangehalt in einem Faulgas normaler Zusammensetzung?
Methangehalt 60- 70%
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: CSB-Raumbelastung
Die maximale CSB-Raumbelastung von einstufigen mesophilen Faulräumen BR,CSB= 5 kgCSB/(m3·d) nicht überschreiten
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: oTR-Raumbelastung
- Die maximale Raumbelastung einer einstufigen mesophilen Faulung mit organischen Feststoffen (oTR) sollte BR,oTR = 3kgoTR /(m3 ·d) nicht überschreiten.
- Die maximale CSB-Raumbelastung von einstufigen mesophilen Faulräumen BR,CSB= 5 kgCSB/(m3·d) nicht überschreiten
A6.02 S.26)
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: pH-Wert im Faulraum
7 – 7.5 (mind. 6.7)
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: Temperatur im Faulraum
31 – 37 °C (max. 40°C)
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: TR-Gehalt im Frischschlamm (Zulauf zum Faulraum)
5 – 7 % (max. 8%)
Störung, Überlastung, Vergiftung der 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)
Rückläufe aus der Faulschlammentwässerung enthalten neben Fest- und organischen Stoffen auch? (ungefähre Konzentration)
CSB : 3600 mg/l
NH4+: 600-800mg/l
-
- 1 / 172
-
Lernkarten
Ab 30mg/l
indem man den Schlammtrockenrückstand bei 550 °C verascht.
Bauliche-Massnahmen gegen Schaumbildung in der Faulung sind?
- Absenken Niveau
- Beschickung über Zyklon
- Zerschlagen von Schaum (Brauchwasser auf Schaum)
- Schaumsonde Entschäumer
Bei der Abwasser- und Schlammbehandlung sollte der pH-Wert bestimmte Werte nicht über- resp. unterschreiten. Was für Schäden, Betriebsstörungen oder Veränderungen erwarten Sie, wenn dies trotzdem geschieht?
- Angriffe an Bauten aus Beton bei zu tiefem pH-Wert.
- Angriffe an Metallwerkstücke aus Aluminium, Zink usw. bei zu hohem pH-Wert.
- Optimale Abbauleistung bei der biologischen Abwasserreinigung im neutralen pH-Bereich.
- Verlangsamung des Faulprozesses bei zu tiefem pH-Wert.
Stapelung der Rückläufe und dosierte Beigabe im Zulauf.
Berechne den jährlichen Frischschlammanfall: Annahme 100 g/E*d bei 4% TR= 2,5 I/E*d -für eine Anlagegrösse von 12500 EW, sowie die Faulraumgrösse für 20 Tage Faulzeit
- jährlicher Frischschlammanfall = 11250m3 (2.5Ix360d = 0,9m3/E und a x 12'500E)
- Faulraumgrösse = 625 m3 (2.5l x 12'500E =31.25m3/E und d x 20d)
Betriebliche-Massnahmen gegen Schaumbildung in der Faulung sind?
- keine schnelle Temperaturänderungen
- durchmischen
- gleichmässige Beschickung
- TR-Gehalt <7%
Die Bleikonzentration im Faulschlamm ist 240 mg/kg TS. Die Trockensubstanz beträgt 5.5%. Der Faulrauminhalt beträgt 1'200 m 3 . Wie gross ist die Bleifracht im Faulraum in kg?
1'200 x 5.5 / 100 x 1'000 x 240 / 1'000 / 1'000 = 15.84 kg
Entsteht bei der Faulung auch „Überschussschlamm“?
Auch bei der Faulung entsteht Überschussschlamm, jedoch viel weniger als in der aeroben Belebtschlammstufe. Im Faulraum wird der Energieinhalt des Frischschlamms vor allem in Faulgas (in Methan CH4) und nur durch wenig Energie für den Aufbau von neuem Zellmaterial verwendet.
Das Volumen zu reduzieren.
500 mg/l
In welcher Grössenordnung liegt der Methangehalt in einem Faulgas normaler Zusammensetzung?
Methangehalt 60- 70%
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: CSB-Raumbelastung
Die maximale CSB-Raumbelastung von einstufigen mesophilen Faulräumen BR,CSB= 5 kgCSB/(m3·d) nicht überschreiten
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: oTR-Raumbelastung
- Die maximale Raumbelastung einer einstufigen mesophilen Faulung mit organischen Feststoffen (oTR) sollte BR,oTR = 3kgoTR /(m3 ·d) nicht überschreiten.
- Die maximale CSB-Raumbelastung von einstufigen mesophilen Faulräumen BR,CSB= 5 kgCSB/(m3·d) nicht überschreiten
A6.02 S.26)
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: pH-Wert im Faulraum
7 – 7.5 (mind. 6.7)
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: Temperatur im Faulraum
31 – 37 °C (max. 40°C)
Nenne den Betriebsparameter einer einstufigen anaerob mesophilen Faulung: TR-Gehalt im Frischschlamm (Zulauf zum Faulraum)
5 – 7 % (max. 8%)
Störung, Überlastung, Vergiftung der 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)
Rückläufe aus der Faulschlammentwässerung enthalten neben Fest- und organischen Stoffen auch? (ungefähre Konzentration)
CSB : 3600 mg/l
NH4+: 600-800mg/l
Typische Ergebnisse aus der Praxis bei einer guten Entwässerbarkeit von Klärschlamm sind?
- Eindickung: 6 – 12% TR
- Bandfilterpresse: >27% TR
- Zentrifuge/Schneckenpresse: >30% TR
Warum ist eine Faulraumtemperatur von 42°C gefährlich für den Faulprozess, nicht aber eine solche von 54°C?
Es gibt bezüglich der optimalen Wachstumstemperatur 4 Hauptgruppen von Bakterien. Jeder der 4 Temperaturbereiche hat ein Optimum und zwei Minima. 42° Grad ist ein Minimum für die mesophilen und thermophilen Bakterien
Was ist die Hauptaufgabe einer Flockungsfiltration und was wird ausserdem erreicht?
Hauptaufgabe ist die weitergehende Phosphor-Reduktion, z.T. bis unter 0,3 mg Pges/l.
Gleichzeitig erreicht man auch tiefe Schwebestoffkonzentrationen unter 5 mg/I und hilft dadurch, der Gewässerverschlammung Einhalt zu gebieten.
Was ist Faulgas?
Faulgas entsteht beim Abbau von organischem Material in Abwesenheit von Sauerstoff in Anwesenheit von Methanbakterien. Faulgas besteht aus:
- Methan CH4, 63-65%
- Kohlendioxid CO2, 33-35%
- Stickstoff N, 0-1.5%
- Wasserstoff H, 0-1.0%
- Schwefelwasserstoff H2S, 0.1-0.5%
Was ist Methan?
CH4 Gas
Was versteht man unter psychrophiler, mesophiler und thermophiler Faulung?
- kalte Faulung,
- warme Faulung
- heisse Faulung
Die Faulung des Frischschlamms, die in einem geschlossenen Behälter unter Luftabschluss erfolgt.
Welche 4 Betriebsbedingungen (Parameter) sind neben der Schlammumwälzung zu prüfen, wenn im Faulraum eine Störung auftritt (wie Gaszusammenbruch oder starkes Schäumen)?
- die Temperatur
- der pH-Wert
- Buttersäurekonzentration (Buttersäure)
- Kohlensäuregehalt des Klärgases (CO2)
Welche Entsorgungswege von Klärschlamm sind in der Schweiz üblich?
- Monoverbrennung (Wirbelschichtöfen)
- Verbrennung KVA
- Verbrennung in Zementöfen
Welche Verfahren kommen bei der Faulschlammentwässerung hauptsächlich zur Anwendung?
- Zentrifugen (Dekanter)
- Bandfilterpressen
- Schneckeneindicker (Rotomat)
pH: 7 – 7.5
Viele Bakterien können Sporen bilden oder vertragen auch höhere Temperaturen. (Thermophile Bakterien)
Es entstehen beim Abbau des Frischschlamms über mehrere Abbaustufen kurzzeitige Fettsäuren. (Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure und andere). Werden die säureverwertenden Bakterien gehemmt, werden die Säuren im Faulsschlamm angehäuft. Als Folge davon sinkt der pH unter Umständen so stark, dass die Faulschlammbakterien abgetötet werden.
Wie gross ist das Volumen von 30m3 Frischschlamm, wenn man ihn von einem TR-Gehalt von 3.0% auf 6.0% eindickt?
30 m3 Frischschlamm mit 3.0% TR (30kg TR/m3) enthalten 900kg TR (30 x 30) 900 kg TR mit 6% (60kg TR/m3) sind ein Frischschlamm mit einem Volumen von 15m3 (900 / 60)
-Das Volumen wird also halbiert.
Wie gross ist das Volumen von 30m3 Faulschlamm, wenn man ihn von einem TR-Gehalt von 2.5% (25kg TR/m3) auf 30% (300kg TR/m3) entwässert?
30m3 Faulschlamm mit 2.5% TR (25kg TR/m3) enthalten 750kg TR (30 x 25)
750kg TR mit 30% (300kg TR/m3) sind ein Faulschlamm mit einem Volumen von 2.5m3 (750 / 300)
Organische Stoffe ca. 45% Anorganische Stoffe ca. 55%
Zwischen 20 und 25 Tagen
1.1 I/E*d
2.5 l/E*d
30m3 Faulschlamm mit 3% TR (30 kg TR/m3) enthalten 900kg TR (30 x 30) 900kg TR mit 28% (280kg TR/m3) sind ein Faulschlamm mit einem Volumen von 3.2m3 (900 / 280) Die Differenz von 30m3 und 3.2m3 fallen als Zentrat an: 26,8m3 (30 - 3.2)
