VSA Berufsprüfung Unterstützende Prozesse

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Patrick Holderegger
Study

Patrick Holderegger
Diese Lernkarten decken Themen auf Universitätsniveau im Bereich Biologie ab. Sie konzentrieren sich auf die Analyse von Stoffen, die Bestimmung von Konzentrationen und die Untersuchung von Proben, insbesondere im Kontext von Abwasser und Luft. Die Karteikarten behandeln auch die Messung von Werten wie Temperatur, Spannung und Farbveränderungen, sowie die Regulierung von Prozessen. Ideal für Studierende und Fachleute, die sich mit analytischen Methoden und Umwelttechnologien vertraut machen möchten, um präzise Messungen und effektive Lösungen in der Praxis umzusetzen.
Flashcards
241
Students
4
Language
German
Category
Biology
Level
University
Created / Updated
11.09.2021 / 09.10.2025

Flashcards

Erklären Sie  den  Unterschied zwischen Molarität und Normalität

Molarität = Angabe der Konzentration von Molekülen in 1000 ml Lösung. Eine  1 molare Lösung von  z.B. HCI entspricht 36g/l (1g H + 35g CI).

Eine 2 molare Lösung entspricht 72g/l  usw.

 

Normalität = Entspricht einem  Liter  Lösung  1 Mol  geteilt durch seine Wertigkeit. 

HCI = einwertig -->  1  Molare  Lösung =  36g/l  -->  1 Normale Lösung = 36g/l 

H2SO4 =  zweiwertig --> 1 Molare Lösung =  98g/l --> Normale Lösung = 49g/l 

Sie haben bei der Analyse von  Nitrit festgestellt, dass  die  Konzentration in der Probe  über dem Messbereich des Testkits liegt. Nun müssen Sie eine Verdünnung machen und dazu nehmen Sie 4.5 Teile destilliertes Wasser und 0.5  Teile filtriertes Abwasser.

Welchem Verdünnungsfaktor entspricht  dies? 

4.5  + 0.5  =  5 Teile --> 0.5 in 5  entspricht einem Verdünnungsfaktor von 10

Wie vielen  mg  NO3  entsprechen  18 mg  N? 

Molmasse NO3:  N= 14g/Mol; O= 16g/Mol:  1N +  3O= 62g/Mol  
18 mg  =  14g/Mol;  x mg = 62g/Mol ;  x  = 62 x 18: 14  =  79.71 mg NO3-N 

Nenne mindestens drei organische Stickstoff-Verbindungen

Harnsäure, Aminosäuren, Eiweisse, Nitrobenzol 

(Merke: organisch bedeutet, dass Kohlenstoff im Molekül vorkommt!)  

Wie viele % macht  der  Ortho-Phosphatanteil vom Gesamt- P  im Kläranlagenabfluss ungefähr aus?

Begründe die Antwort.

Im gereinigten Abwasser liegen 70  -  100% des  gesamten Phosphors als Ortho-Phosphat (also  in gelöster Form) vor. 

Die  Partikel werden  in den  verschiedenen Reinigungsstufen weitgehend eliminiert. Das gereinigte Abwasser enthält nur noch wenig GUS. So schwankt der Anteil an Ortho- Phosphat auch abhängig  von der GUS-Konzentration im Ablauf,

Von  einer Wasserprobe wurden fotometrisch  die  folgenden Werte bestimmt:

  • Gesamt-N: 60mg/I 
  • Nitrat-N: 22mg/I 
  • Nitrit-N: 3mg/I 
  • Ammonium-N: 2mg/I  

Berechnen Sie  den  Kjeldahl-Stickstoff und  den  organischen Stickstoffgehalt.

Gesamt-N  = Kjeldahl-N + Nitrit-N  + Nitrat-N  (Kjeldahl-N  = Org-N  +  Ammonium-N)  
60  mg/I =  x  +  2mg/I +  22mg/I +  3mg/I (wobei  x  = Org-N)  

  • Org-N =  60mg/I - 2mg/I - 22mg/I - 3mg/I =  33mg/I 
  • Kjeldahl = 33 mg/I + 2mg/I = 35mg/l 

Welche gesetzlichen Grenzwerte gelten für  die  Einleitung von gereinigtem Abwasser bezüglich

  • NH4-N
  • NO2-N 
  • Pges 

  • NH4-N =  2mg/I (und Wirkungsgrad  der  Behandlung  von 90  % bezogen auf Konzentration  von Ammoniumstickstoff im gereinigten Abwasser geteilt durch Konzentration  von  Kjeldahlstickstoff im Rohabwasser)  
  • NO2-N  =  0.3mg/l (nur Richtwert!) 
  • Pges =  0.8mg/I (und 80% Reinigungseffekt bezogen auf Rohabwasser) 

Achtung: Kantone können bei empfindlichen Vorflutern strengere Auflagen machen!

Nennen Sie  die  ihnen bekannten anorganischen Stickstoffverbindungen, welche im Abwasserreinigungsprozess  relevant  sind.

  • NH4-N Ammonium-Stickstoff  
  • NO2-N Nitrit-Stickstoff
  • NO3-N Nitrat-Stickstoff

Welche zwei Bedingungen müssen erfüllt sein, damit  die  Denitrifikation ablaufen kann? 

Anoxische (sauerstofffreie) Bedingungen und genügend Substrat (C-Quelle) 


Anmerkung: Anaerobe Bakterien können unter anoxischen Bedingungen leben; aerobe Bakterien nicht!  

Was versteht  man  unter organischer Chemie? 

Es  ist  die  Chemie  des  Kohlenstoffs und  die  Basis allen Lebens auf  der  Erde.

Mit welchen Parametern wird  die  organische Belastung  von  Abwasser gemessen?  

Mit Summenparametern wie:

  • CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf)
  • TOC (Totaler organischer Kohlenstoff)
  • KMnO4 (Kaliumpermanganat) 

Welches sind typische organische Belastungen auf Ihrer Kläranlage  in den 24h Sammelproben im:

  1. Sand-  Fettfang 
  2. Ablauf VKB 
  3. Ablauf  ARA 

Sammelproben im: 

  1. Sand-/Fettfang: z.B.  400  mg/I 
  2. Ablauf VKB: z.B.  250  mg/I 
  3. Ablauf  ARA:  Z.B.  20  mg/I 

Was sagt  der  Wert  des  chemischen Sauerstoffbedarfs aus? 

 Aussage über die organische Belastung des Abwassers ausgedrückt in mg O2/I 

Werden beim CSB auch anorganische Substanzen mit oxidiert?  

Ja,  es  werden auch anorganische Substanzen wie z.B. NO2  oxidiert 

Mit welcher analytischen Methode wird  der CSB im ARA Labor gemessen?  

Fotometrie

Warum ist  die Wahl des verwendeten CSB -  Kits von Bedeutung? 

Die  Menge an Kaliumdichromat  in den Testkits muss ausreichend hoch sein, damit alle Schmutzstoffe oxidiert werden!

Erklären Sie Vor- und Nachteile beim Einsatz  von  Online Messsystemen für  die  CSB Analytik 

Vorteile:

  • Permanente Messung
  • Teilersatz von 24h Sammelprogen
  • Ganlinie Verfügbar
  • Prozess kann verfolgt werden

 

Nachteile:

  • 1x pro Woche Wartung
  • Bedingt Know-How über Messsysteme

Der  TOC  Gehalt sagt uns aus, wie  viel organischer Kohlenstoff im Abwasser enthalten ist. Erklärt welche Bedeutung der  Kohlenstoff für die Abwasserreinigung (Abbaustufen, Konzentration  etc.) hat. 

 

  • Der  Kohlenstoffgehalt ist ein  Mass für die organische Belastung des Abwassers (andere Parameter z.B. CSBtot,  KMnO4). 
  • Die  organische Fracht im Abwasser bestimmt massgeblich die Grösse der Vorklärung und der Biologie. 
  • Im Zulauf liegen die TOC-Konzentrationen zwischen 100 - 200 mg/I (vgl. CSBtot - Konzentrationen CSBtot : TOC =  ca. 3:1) 
  • Wird direkt der Parameter TOC gemessen, erhalten wir eine Aussage über den effektiv vorhandenen Kohlenstoff  (mg C/l) 

Beschreibe  in 2 Sätzen den Unterschied zwischen dem CSBtot  und dem  TOC

  • Beim CSBtot werden die Äquivalente Sauerstoff für die Oxidation der organischen Abwasserinhaltsstoffe mg O2/l bestimmt  (es  werden aber auch anorganische Komponenten erfasst).
  • Beim TOC wird der effektive Anteil an organischem Kohlenstoff  in [mg C/l ] bestimmt.  

Erkläre  die  Begriffe  TC,  TOC,  TIC,  DOC  

  • TC  = Totaler Kohlenstoff (gelöste und ungelöste, organische und anorganische Anteile)  
  • TIC  = anorganischer Anteil Kohlenstoff  in der Probe  
  • TOC  = organischer Anteil (gelöst und partikulär) Kohlenstoff  in der Probe  
  • DOC  = gelöster organischer Anteil Kohlenstoff  in der Probe  (DOC  ist eine Teilmenge des  TOC!)  
  • TC  =  TIC  + TOC  

Wie muss  die  Abwasserprobe aufbereitet werden, wenn  man

  1. den  TOC  und 
  2. den  DOC messen will? 

  1. TOC: Probe  während mindestens  1 Minute  dispergieren,  die  homogene  Probe  anschliessend ansäuern um  den  anorganischen Kohlenstoff  (TIC)  auszutreiben. Anschliessend thermisch oder chemisch oxidieren. 
  2. DOC: Probe mit 0.45  um filtrieren, danach ansäuern und den anorganischen Kohlenstoff  (TIC) austreiben. Anschliessend thermisch oder chemisch oxidieren. 

 Wie ist das ungefähre Verhältnis CSBtot  :  TOC  von  kommunalem Abwasser?  

CSBtot, :  TOC  =  3:1  bis  4:1 

Nenne  den  Grenzwert gemäss GSchV für  den  Gehalt  in mg C/l im Ablauf  ARA 

DOC  10 mg C/l 

Nenne  2  Halogene  (AOX)

Chlor, Brom

Was versteht  man  unter  den  Organohalogenen?  

Organische Substanzen  mit  einem oder mehreren Halogenatomen z.B.  PCB,  PVC, chlorhaltige Pestizide  

 Wo liegt  der  gesetzliche Grenzwert für AOX im Ablauf  ARA?  

Bei  0.08  mg/I  

Was bedeuten hohe AOX- Konzentrationen im Schlamm? Was würdet ihr machen, wenn ein Analysenresultat diesbezüglich schlecht ist?  

Hoher Anteil; z.B. auch durch Verbrennungsanlagen verursacht

Mögliche AOX-Quellen sind Chlorhaltige Reinigungs- und Desinfektionsmittel (Badewasser, Küche, Käserei etc.)

Wie hoch ist der Heizwert von Klärgas und wie lautet die korrekte Bezeichnung?

6,4 kWh/Nm3

Nennen Sie die Prozentanteile des Outputs bei einem Blockheizkraftwerk für Elektrizität, Wärme und Verluste?

30 % Elektrizität
60 % Wärme
10 % Verluste

Wie heisst das spezielle Programm für Kläranlagen von „EnergieSchweiz“?

EnergieSchweiz für lnfrastrukturanlagen

Was ist der Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom (mit Worten oder als Zeichnung)?

- Gleichstrom fliesst in gleichbleibender Richtung
- Wechselstrom fliesst in fortlaufend wechselnder Wirkung

Der Messwert einer Sauerstoffmessung wird auf dem Leitsystem als Kurve 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..10V) oder
als Digitalsignal über einen Bus (Feldbus, Profibus etc).

Nennen Sie 3 Voraussetzungen erfolgreicher Teamarbeit und erklären Sie jede mit 1-2 Sätzen.

Das Team braucht Werte als Grundlage des gegenseitigen Vertrauens:

  • Sich persönlich entwickeln, die vereinbarte Rolle erfüllen und Leistungen erbringen wollen.
  • Teamergebnisse vorweisen, Mehrwerte gemeinsam schaffen wollen.
  • Gemeinsame methodische Ansätze (Vorgehensweisen, Arbeitsethik).

Die Aufgaben- und Rollenverteilung ist klar geregelt, kommuniziert und akzeptiert:

  • Wissen und Können ist unter den Mitgliedern komplementär verteilt.
  • Die Aufgaben- und Rollenverteilung ist geregelt. Sie kann ändern. Die Teammitglieder überprüfen diese gemeinsam aufgrund periodischer Auswertungen der Zusammenarbeit und der zu erwartenden Entwicklung. Die Verteilung muss von allen Teammitgliedern bekannt, anerkannt und akzeptiert werden.

Das Team braucht Ziele:

  • Die Ziele sind von allen anerkannt und als wichtig eingestuft.
  • Jeder kann sich mit ihnen identifizieren.

Das Team braucht Kommunikation.

  • Kommunikation ist der Träger des methodischen, fachlichen und sozialen Geschehens. Wichtige Entscheidungen werden gemeinsam erarbeitet. Die Mitglieder investieren Zeit in der Entscheidungsvorbereitung.
  • Regelmässige Sitzungen werden fest eingeplant. Spontane Sitzungen sind möglich. Das Team arbeitet in räumlicher Nähe. Störungen haben Vorrang!

Das Team braucht Führung.

 

  • Die Teamführung ist geregelt und von allen akzeptiert. Sie kann von Fall zu Fall wechseln, je nach Situation und Aufgabe.
  • Das Führungsverhalten ist kooperativ. Es fördert die Interaktion und die Mitverantwortung sowie die individuelle Initiative.

Welche Länge muss der abgebildete Wärmetauscher (WT) theoretisch haben, wann folgende Kennwerte bekannt sind:

  • Zu übertragende Wärmeleistung P= 400W
  • Mittlere Temperaturdifferenz zwischen WT-Medium (Sekundärkreislauf) und Abwasser. Delta T= 4K
  • theoretischer U-Wert WT: Uth= 700 W/ m2 * K

Auf welche Länge muss der WT ausgelegt werden, wenn der U-Wert im Betrieb 30% tiefer liegt?

 

L= 47.62m

L= 68.03m

Welche Vorausseizungen müssen für das Zustandekommen einer Explosion erfüllt sein?

Gleichenorts und gleichzeitig muss eine explosionsfähige Atmosphäre und eine wirksame Zündquelle vorhanden sein.

In einem Rechenraum soll eine künstliche Raumlüftung eingerichtet werden, mit welcher im Havariefall z.B. bei einem Benzinunfall, die in den Raum austretenden Benzindämpfe abgesogen und gefahrlos ins Freie geleitet werden können.

  • Wo ist die Luft abzusaugen, damit ein optimales Abführen der Benzindämpfe gewährleistet ist?

Unmittelbar über dem Boden, weil die Benzindämpfe schwerer sind als Luft.

In einem Gasraum soll eine künstliche Raumlüftung eingerichtet werden. Wo ist die Luft abzusaugen, damit bei einer Leckage ein optimales Abführen des in den Raum ausgetretenen Biogases gewährleistet ist?

2/3 oben und 1/'3 unten, weil die Dichte des Biogases je nach Zusammensetzung gleich schwer oder leichter als die Luft sein kann.

lm Gas-Explosionsschutz unterscheidet man zwischen drei verschiedenen Zonen.

  • Wie heissen und was bedeuten diese?

Der Gasraum gilt als Zone 2. Was bedeutet das?

  • lm Gasraum ist selten und nur kurzzeitig mit demAuftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre zu rechnen.
  • Es muss natürlich oder künstlich gelüftet werden (Raumluftwechsel = 4/h).
  • Alle Arbeitsmittel müssen zonenkonform sein.

Welches sind Beispiele von wirksamen Zündquellen?

  • offene Flamme
  • heisse Oberfläche
  • Glimmnest
  • mechanisch erzeugter Funke
  • elektrischer Funke
  • elektrostatischer Funke
  • Gewitterblitz

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