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
-
Cartes-fiches
Welches sind die Nährstoffquellen der Methanbakterien?
anorganische Substanzen;
(A5 - lll/29)
Wie entsteht ein hoher Gesamtbuttersäure-Gehalt im Faulturm?
- Durch zu viele fermentierende Fettsären;
- Durch Vergiftung;
(A5 - Ill/45, 76)
Wie viele Mikroorganismenarten sind mindestens notwendig, um im Faulraum aus Propionat, Methan und Kohlendioxid zu bilden?
3 Enzyme
Wie wirken sich Gifte auf die Schlammfaulung aus?
Gas Produktion fällt zusammen
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
Nennen Sie das Hauptziel der Schlammbehandlung.
- Schlamm stabilisieren
- Schlammmenge reduzieren
Nennen Sie die drei wichtigsten Schlammfaulungsprozesse?
- Hydrolyse,
- Versäuerung,
- Methanisierung
Welche Betriebsbedingungen prüfen Sie um zu wissen, dass Ihre Faulung korrekt Arbeitet?
- pH,
- Buttersaure, org. Säure < 500mg/l --> i.O
- Temperatur,
- Beschickung
Wieso muss der Schwermetallgehalt im Faulschlamm noch gemessen werden obwohl ein Austrageverbot in der Schweiz gilt?
Damit kann untersucht werden es ob im Einzugsgebiet lndustrieeinleiter gibt, welche grössere Mengen von Schwermetallen einleiten.
Warum macht es Sinn den entwässerten Faulschlamm oder die Asche, welche von einer Monoverbrennung kommt, zu deponieren?
Zur Rückgewinnung des Phosphors, sobald eine wirtschaftliche Lösung dazu besteht.
Bei der Faulschlammentwässerung entsteht Zentratwasser. Welche Verfahrenstechnik gibt es um diese vor zu reinigen, warum macht dies Sinn?
SBR Verfahren:
Anammox oder DEMON da das Zentratwasser sehr hohe NH4 Werte hat ca. 1000mg/l (Belastung auf ARA somit verringern)
Weshalb sinkt in einem gestörten Faulraum der pH und worauf ist diese Absenkung zurückzuführen
Es entstehen beim Abbau des Frischschlammes über mehrere Abbaustufen kurzkettige Fettsäuren(Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure und andere). Werden diese säureverwertenden Bakterien gehemmt, werden die Säuren im Faulschlamm
angehäuft. Als Folge davon sinkt der pH unter Umständen so stark, dass die Faulschlammbakterien abgetötet werden.
Nennen Sie 2 Vor- & Nachteile der anaeroben Faulung:
- + keine Sauerstoffzufuhr nötig/ Verkleinerung des Schlammvolumens / Methangas
- - langsamer Prozess / grosse Behälter wegen langsamem Prozess / „Heizenergie"
Nennen Sie die drei Stufen des anaeroben Abbaus von organischen Stoffen zu Methan:
Stufe 1 = Hydrolysierung
Stufe 2 = Säurebildung
Stufe 3 = Methanisierung
Nennen Sie die Hauptziele aller Schlammbehandlungsanlagen:
Schlamm in eine Form zu bringen welche leicht zu entsorgen ist.
(Stabilisierung, Mengen reduzieren)
Nennen Sie die Möglichen einstufigen Faulungsprozesse und deren Eigenheít:
- Kryophile Faulung (kalte Faulung von ca. 0 bis 15°C)
- Mesophile Faulung (mittel-wärmeliebende Faulung von ca. 20 bis 40°C)
- Thermophile Faulung (wärmeliebende Faulung von ca. 40 bis 60°C)
Nennen Sie die Auswirkungen möglicher Störungen im Faulprozess:
Zusammenbruch der Gasproduktion, unbrennbares Gas, starkes Schäumen im Faulturm
Was prüfen Sie um Störungen frühzeitig zu erkennen? (Faulraum)
- Temperatur,
- pH Wert,
- Buttersäurekonzentration (org. Säure)
- Kohlensaureanteil CO2 des Klargases
Welche Ursachen kennen Sie von möglichen Hauptstörungen? (Faulturm)
- Überlastung des Faulraumes,
- Vergiftung des Faulraums (Schadstoffeintrag),
- extreme Ablagerungen im Faulraum,
- keine Durchmischung (Gaseinpressung defekt)
Nennen Sie Gegenmassnahmen bei folgenden Ursachen?
- Überlastung des Faulraumes,
- Vergiftung des Faulraums (Schadstoffeintrag),
- extreme Ablagerungen im Faulraum,
- keine Durchmischung (Gaseinpressung defekt)
- Überlast: Beschickung minimieren ev. Voreindickung optimieren, Erhöhung Faulraumtemperatur max. 40°C, Intensive Schlammumwälzung
- Vergiftung: bei einer CKW (chlorierte Kohlenwasserstoffe)
- Vergiftung erfolgt die Revitalisierung indem man Luft in den Faulraum einbläst oder Schlamm in ein entleertes Belebungsbecken füllt und ca. 8h belüftet. Notfalls Entsorgung des Faulschlammes
Beschreiben Sie in Stichworten den möglichen Ablauf einer Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme Ihrer Schlammfaulung:
1. Beschickung mit Frischschlamm oder lmpfschlamm dazu geben,(20-fache des täglichen Frischschlammanfalls)
--> Besser, man befüllt den Faulraum mit Wasser (Brauchwasser) so, dass noch die lmpfmenge platz hat. Danach mit der Beschickung mit Frischschlamm anfangen.
2. Schlamm aufheizen
Wie wird ausgefaulter Frischschlamm bezeichnet?
als Faulschlamm
Zu welcher Art von Flüssigkeit gehört Faulschlamm?
Strukturviskos
Wie hoch ist der Ascheanteil eines gut ausgefaulten Schlammes?
50% Faulschlamm; 1/3 Frischschlamm
Worauf deutet ein starker Geruch des Faulschlammes nach faulen Eiern hin ?
Bildung von Schwefelwasserstoff. Bei tiefem pH und Mangel an Eisen wird flüchtiger Schwefelwasserstoff (H2S) freigesetzt.
Welche Verfahren zur Fest-Flüssigtrennung von Klärschlamm kennen Sie?
- statische Schlammeindickung 5-8%;
- Schlammentwässerung 15-40%;
- Schlummtrocknung 40-99%,
Warum kann man gewisse Schlämme besser eindicken und entwässern als andere Schlämme?
Abhängig von Partikelgrösse, Anteil an organischen Stoffen, Anteil von kolloidalen und gelartigen Bestandteilen, Fadenbakterien
Wo fällt Schlamm bei der Abwasserreinigung an?
- Vorklärbecken (Frischschlamm),
- Nachklärbecken oder Biologie (Überschussschlamm, Rücklaufschlamm)
Muss Klärschlamm (Faulschlamm) ausgefault werden?
Klärschlamm ist schon ausgefault. Faulschlamm wird oder muss im Faulraum ausgefault und stabilisiert werden
Welches sind die wichtigsten Verfahrensschritte bei der Klärschlammbehandlung vom Anfallort bis zur Entsorgung?
Aufbereiten des Frischschlamms, Faulschlamm ausfaulen und stabilisieren, Entwässerung
Welche Feststoffgehalte weisen Faulschlämme auf?
- Organische Stoffe 30g TS/E* d,
- anorganische Stoffe 35g TS/E* d;
- Total 65g TS/E*d = 6% TS
Welche Wassergehalte weisen entwässerte Schlämme auf?
ca 50-80% je nach Entwässerungsart
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
