Wasserversorgung 2 und Gütewirtschaft von Talsperren (Fach) / Altklausuren und Vorlesungen (Lektion)

Diese Lektion wurde von Helen1991 erstellt.

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• Wie viel Prozent der globalen Wasservorräten sind kein Süßwasser? ca. 97-98%
• Welchen Grenzwert von Uran sieht die derzeit gültige Fassung der Trinkwasserverordnung vor? 10 μg/l
• Nennen Sie jeweils ein Beispiel für ein wasserrelevantes Gesetz auf EU- Ebene, auf Bundesebene und auf Länderebene. EU: EG WRRL, EG Trinkwasserrichtlinie BRD: Wasserhaushaltsgesetz, Trinkwasserverordnung Land: Landeswassergesetz, Rohwasserüberwachungsrichtlinie
• Nennen Sie die beiden wesentlichen Härtebildner. Ca und Mg
• Nennen Sie den maßgeblichen Eintragspfad für Kupfer in das Trinkwasser. Hausinstallationen
• Nennen Sie zwei Flotationsverfahren. Druckentspannungsflotation Elektroflotation
• Nennen Sie zwei Nachteile, die die Ozonierung als Desinfektionsverfahren gegenüber der Desinfektion mit Chlordioxid aufweist. Keine Langzeit-/Depotwirkung im Verteilungsnetz Bildung biologisch abbaubarer organischer Verbindungen -> Verkeimungspotential
• Erläutern Sie die physikalische Bedeutung des G-Werts und geben Sie an, ob der G-Wert bei der Mikroflockung oder bei der Makroflockung kleiner sein sollte. Der G-Wert drückt den Energieeintrag in eine Verfahrensstufe aus, z.B. wichtig für die Bemessung von Flockungsreaktoren. Der G-Wert muss bei der Makroflockung kleiner sein als bei der Mikroflockung, damit Makroflocken nicht direkt wieder zerfallen.
• Erläutern Sie was geschieht, wenn bei der Makroflockung 1) der G-Wert zu gering gewählt wurde und 2) der G-Wert zu hoch gewählt wurde. zu gering gewählt: Mikroflocken kommen nicht ausreichend miteinander in Kontakt, um zu Makroflocken zu agglomerieren, Gefahr der unerwünschten Sedimentation der gebildeten Flocken im Reaktor zu hoch gewählt: Flocken, die agglomerieren, zerfallen durch die zu hohen Scherkräfte im Reaktor direkt wieder
• Geben Sie die rechnerische pro Kopf Verfügbarkeit von Wasser an, bei deren Unterschreitung landesspezifisch Wasserknappheit vorliegt. 1.000 m3 pro Kopf und Jahr
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• Geben Sie die chemische Gleichungen der Entkarbonisierung an und erläutern Sie diesen Prozess in Worten. Ca(HCO3)2 + Ca(HO)2 -> 2CaCO3 + 2H2O CO2 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + 2H2O Bei der Entkarbonisierung werden durch Zugabe von Calciumhydroxid die Hydrogencarbonat-Ionen und die freie Kohlensäure neutralisiert und als Calciumcarbonat ausgefällt
• Chemische Formel der folgenden Substanzen: Sulfat, Schwefelsäure, Salzsäure, Kaliumpermanganat und Natriumhydroxid Sulfat: SO4 Schwefelsäure: H2SO4 Salzsäure: HCl Kaliumpermanganat: KMnO4 Natriumhydroxid: NaOH
• Warum muss in vielen Wasserwerken der Verfahrensschritt der Enteisenung und Entmanganung angewandt werden? - Hydraulische Beeinträchtigung durch Eisen- und Manganablagerungen in den Leitungen/ Pupmpen - Gefahr von Wiederverkeimung - Färbung / Trübung - Geschmacksbeeinträchtigung - Hinterlassen von Verunreinigungen (z.B. fleckige Wäsche) - Eingeschränkte industrielle Nutzung
• welche Austauschermassen werden in der Regel in Ionenaustauschern eingesetzt? gekörnte, feste, beständige und unlösliche Kunstharze
• Nennen Sie die chemische Formel von vier hochwirksamen Oxidationsmitteln. O3, H2O2, Cl2, ClO2, KMnO4
• Nennen Sie zwei chemisch aktive Filtermaterialien. Aktivkohle, Dolomit, Marmor, Jurakalk, Ionenaustauscherharz
• Nennen Sie drei Reinigungschemikalien, die bei der Ultrafiltration von Talsperrenwasser zur chemischen Reinigung der Membran eingesetzt werden können. Natriumhydroxid/ Natronlauge, Zitronensäure, Schwefelsäure, Natriumhypochlorit
• Nennen Sie vier chemisch inerte Filtermaterialien. Sand, Quarzsand, Kies, Basalt, Blähton, Blähschiefer, Bims, Anthrazit
• Definieren Sie den Begriff der Trübung und geben Sie vier Einzelbeispiele für trübungsverursachende Wasserinhaltsstoffe an. Es liegen ungelöste, feindisperse Stoffe vor: Auslöser: feiner Sand, Ton, Schluff, Eisen, Mangan, organische Stoffe, sonstige Abfallstoffe, Flocken
• Nennen Sie vier qualitative Beeinträchtigungen des Trinkwassers, die durch die Anwendung von Aktivkohle aufgehoben werden können. Geruch, Geschmack, Färbung, organische Spurenstoffbelastungen
• Nennen Sie die typische Filtergeschwindigkeit eines Langsamfilters. 0,1 - 0,2 m/h
• Erläutern sie, warum die erschöpfte Kapazität eines Aktivkohlefilters nicht durch Rückspülung wieder hergestellt werden kann. Nennen sie eine Möglichkeit, die erschöpfte Kapazität wieder herzustellen. Durch Rückspülung können nur Trübstoffe, die sich im Filterbett angereichert haben ausgetragen werden, Stoffe die adsorptiv gebunden sind, können so jedoch nicht ausgetragen werden. Zur Wiederherstellung der Kapazität wird die Kohle aus dem Filter ausgetragen und in der Regel thermisch (ca. 800-900°C) regeneriert.
• welches Problem kann auftreten, wenn zwei Trinkwässer nach ihrer Aufbereitung miteinander vermischt werden? eine pH-Wertverschiebung, so dass das Wasser aus dem Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht gerät.
• Nennen sie zwei Vorteile der Flotation gegenüber der Sedimentation bessere Steuerbarkeit des Prozesses höhere Feststoffgehalte im Schlamm um etwa 20-30 % verringerte Absetzzeiten gegenüber Sedimentationsbecken
• Welche Auswirkungen hat ein physikalisches Gasaustauschverfahren auf die Gesamthärte? Welche Rolle hat die Belüftungsdauer? Keine. Wird jedoch zu lange belüftet, kann Calcit ausfällen, was zu einer Verringerung der Gesamthärte führt
• Welcher Parameter spiegelt den Gehalt an gebundener Kohlensäure wider? Welcher Parameter spiegelt den Gehalt an freier Kohlensäure wider? gebundene Kohlensäure: Säurekapazität KS 4,3 freie Kohlensäure: Basenkapazität KB 8,2
• Ist Sauerstoff im Vergleich zu anderen Gasen, wie z.B. Kohlendioxid, in Wasser gut löslich? nein
• Warum weist Grundwasser meist Gehalte an Eisen und Mangan auf, die über den zulässigen Konzentrationen nach der Trinkwasserverordnung liegen? Aufgrund des geringen Sauerstoffgehaltes / des geringen Redoxpotentials des Grundwasser, daher liegen Fe und Mn in Lösung vor
• Ordnen Sie den aufgeführten Membranverfahren jeweils die auf die Größe bezogene kleinste Stoffgruppe zu, die die Verfahren eliminieren können. Verfahren: Ultrafiltration, Mikrofiltration, Nanofiltration, Umkehrosmose Stoffgruppen: Ionen, Viren, Bakterien, Pestizide Ultrafiltration: Viren Mikrofiltration: Bakterien Nanofiltration: Pestizide Umkehrsomose: Ionen
• Nennen sie zwei mögliche Betriebsweisen von Kapillarmembranen. Dead-End Betrieb Cross-Flow Betrieb
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• Bis zu welchem pH-Wert wirkt Chlordioxid bakterizid? ClO2 wirkt pH-Wert unabhängig
• Erläutern sie den Begriff "Erstfiltrat". Wie muss damit umgegangen werden? Erstfiltrat bezeichnet das Filtrat eines Raumfilters unmittelbar nach erfolgter Rückspülung. Der Trübstoffgehalt ist hier noch zu hoch, weshalb es nicht in das Trinkwassernetz eingespeist werden kann, sondern abgeschlagen / rückgeführt wird.
• Sie wollen Talsperrenrohwasser zu Trinkwasser aufbereiten und haben Membranen zur Ultrafiltration und zur Umkehrosmose zur Auswahl. Für welche Membran entscheiden sie sich und warum? Nennen sie ein Anwendungsbeispiel der Membran, die sie verworfen haben. Ultrafiltration: Porengröße ausreichend für Partikelabtrennung und Desinfektion Umkehrosmose: Aufbereitung von Meerwasser, Teilstromverfahren (Enthärtung, Nitratentfernung, Chloridentfernung), Elimination von Spurenstoffen, mobile Trinkwasseraufbereitung
• Erläutern sie das Verfahren der Insitu-Enteisenung Bei der Insitu-Enteisenung wird zuerst Grundwasser aus einem Förderbrunnen entnommen und mit Sauerstoff angereichert. Das so angereicherte Wasser wird anschließend in einem anderen Brunnen versickert. Mit der Zeit entsteht damit im Untergrund eine sauerstoffreiche Zone, die zur Abschneidung von Eisen im Grundwasserleiter (in-situ) führt. Nach einer Einfahrphase kann dann enteistes Wasser aus dem Förderbrunnen entnommen werden.
• wie hoch liegt der durchschnittliche Wasserverbrauch pro Einwohner in Deutschland und welche Entwicklung ist zukünftig zu erwarten? 120 - 140 l/(E*d) rückläufige Entwicklung
• Definieren sie den Begriff Quelle und unechtes Grundwasser Quelle: natürlich zu Tage tretendes Grundwasser unechtes Grundwasser: durch Uferfiltration von Oberflächenwasser gebildetes Grundwasser
• Nennen sie vier Hauptverfahrensziele der Trinkwasseraufbereitung und geben sie jeweils ein Verfahren an, mit dem das Ziel erreicht werden kann Elimination ungelöster Stoffe: Vorreinigung, Flockung und Sedimentation, Filtration Elimination gelöster Stoffe: Enthärtung, Entsalzung, Entkarbonisierung, Enteisenung Entsäuerung: Gasaustausch, Belüftung, Laugendosierung Desinfektion: UV, Chlorung, Ozon
• sie planen einen abwärts durchströmten Mehrschichtenfilter und haben grobes und feines Filtermaterial zur Verfügung. welche Körnung wählen sie für die obere Schicht und welche für die untere? Begründen sie ihre Wahl. Welches der beiden Materialien muss für diese Wahl spezifisch schwerer sein. gröbere Schicht oben, feinere unten bessere Raumfiltration / Vermeidung Oberflächenfiltration, dadurch seltener Rückspülung erforderlich die feinere Schicht muss spezifisch schwerer sein, damit sie sich nach erfolgter Rückspülung des Filters wider unten anordnet.
• Nennen sie drei Vorteile eines Mehrschichtfilters im Vergleich zu einem Einschichtfilter - Raumfiltration - höhere Feststoffaufnahme - langsamerer Anstieg des Druckverlustes - längere Filterlaufzeiten - geringerer Spülwasserbedarf - zusätzliche Dosierungsmöglichkeiten von Flockungsmitteln - geringere Empfindlichkeit gegen Belastungsschwankungen
• Nennen sie zwei Gründe für den Einsatz einer chemischen Reinigungsstufe bei der Trinkwasseraufbereitung gesundheitliche Gründe Vermeidung von Korrosion Geschmackliche Gründe Ästethische Gründe
• Nennen sie zwei Konsequenzen von Korrosion in der Trinkwasserversorgung Anlagenteile werden zerstört Wasserqualität wird vermindert (z.B. Eisen, Zink, Kupfer, Blei) Bildung einer Kalkrostschutzschicht
• Definieren sie den Begriff Fällung und den Begriff Flockung Fällung: Überführung gelöster Stoffe in Ungelöste Flockung: Agglomeration von kleinen ungelösten Stoffen zu größeren (Mikro-/Makroflocken)
• wahr oder falsch: die UV-Desinfektion ist nur für ausreichend klares Wasser geeignet wahr
• wahr oder falsch: die Ozonung geht mit einem geringen Energieaufwand einher falsch
• Beschreiben sie kurz, wie beladene granulierte Aktivkohle aus einem Filter reaktiviert wird Austragen der Kohle aus dem Filter und Regenerierung der Kohle bei hohen Temperaturen (ca. 800-900°C). Anschließend kann die Kohle wiederverwendet werden.
• Nennen sie zwei Voraussetzungen für die Flotation - abzuscheidende Partikel sind hydrophob und gut mit Luft benetzbar - aufschwimmende Partikel bilden eine stabile Schaumschicht (Flotatdecke), die einfach mechanisch zu entfernen ist
• wofür werden die folgenden Stoffe in der Trinkwasseraufbereitung verwendet? Natriumhypochlorit, Kaliumpermanganat, Natriumhydroxid, Eisen-(III)-Sulfat, Silbersalze Natriumhypochlorit: Desinfektion / Membranreinigung Kaliumpermanganat: Oxidation Natriumhydroxid: Entsäuerung (pH-Wert-Anpassung) / Membranreinigung Eisen-(III)-Sulfat: Fällung / Flockung Silbersalze: Desinfektion (im Katastrophenfall)
• wie viel Prozent der globalen Wasservorräte sind Süßwasser? ca. 2,5-3 %
• was ist die bedeutsamste Rohwasserart in Deutschland? Grundwasser
• Definieren sie den Begriff Trinkwasser für menschlichen Genuss oder Gebrauch geeignetes Wasser mit Güteeigenschaften nach den geltenden gesetzlichen Bestimmungen

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