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Siedlungsabfallwirtschaft (Fach) / 5 (Lektion)

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  • Skizzieren Sie das Schema einer Vergärungsanlage mit einer Vorrichtung zur Anmaischung und Prozesswasserrückführung. Zeichen Sie erforderliche Wärmetauscher und Pumpen ein. .
  • Nennen Sie die 4 Phasen des anaeroben Stoffumsatzes und erläutern Sie in Stichworten die mikrobiologischen Vorgänge in diesen Phasen. Hydrolysephase: Polymere Substanzen werden durch extrazelluläre Enzyme in Bruchstücke zerlegt Versäuerungsphase: Intrazelluläre Umsetzung der Bruchstücke in organische Säuren incl. Essigsäure, H2 und CO2 und Alkohole Acetogene Phase: Bildung von Essigsäure überwiegend aus organischen Säuren Methanogene Phase: Bildung von Methan und CO2 vorwiegend aus
  • Wie sind die Parameter zur Bemessung von Vergärungsanlagen definiert und in welchen Dimensionen werden sie angegeben? Durchflusszeit: tR = VVR [m3]/QVR,Z [m3/d] [d] Raumbelastung: BR = MoTS,VR,Z [kg oTS/d]/VVR [m3] [kg oTS/(m3 * d)]
  • Welche Bedeutung hat die Produktion von Essigsäure für die Bildung von Biogas? Etwa 70 % des Methans entstehen aus Essigsäure.
  • Erläutern Sie den Unterschied zwischen Abfallvergärungsverfahren mit interner und mit externer Biomasseanreicherung anhand von Skizzen. Externe Anreicherung: Direkte Zugabe der Zwischenprodukte aus der ersten Stufe in die Methanisierungsstufe Interne Anreicherung: Zugabe der gelösten Inhaltsstoffe der 1. Stufe in die 2. Stufe nach vorheriger Feststoffabtrennung, ggf. mit interner Biomasseanreicherung
  • Welche Vorteile bietet eine Feststoffabtrennung zwischen der 1. und 2. Stufe einer zweistufigen Vergärungsanlage. Durch die Feststoffabtrennung vor der 2. Stufe wird die Verstopfungsgefahr heraerabgesetzt,d. h. es können Festbetteinbauten in der zweiten Stufe integriert werden. Dadurch können• kurze Durchflusszeiten • ein hoher Stoffumsatz  • eine Verminderung des erforderlichen Reaktorvolumens erreicht werden.
  • Nennen Sie jeweils 2 Vor- und Nachteile des mesophilen und des thermophilen Betriebs von Vergärungsanlagen. mesophil: +geringer Energiebedarf +einfache Prozessführung -lange Durchflusszeiten -geringe Hygienisierung thermophil: (Eigenschaft von Lebewesen, hohe Temperaturen (45–80 °C) zu bevorzugen) +schneller Umsatz +kurze Durchflusszeiten- niedriger CH4-Anteil -geringe Prozessstabilität
  • Warum werden einstufige Vergärungsanlagen ohne Biomasseanreicherung mit einer Mindestdurchflusszeit von tR = 15 d bemessen? Die Generationszeiten der acetogenen und methanogenen Mikroorganismen betragen bis zu 10 bis 15 Tage. Damit diese Mikroorganismen nicht aus dem System ausgewaschen werden ist eine Mindestdurchflusszeit einschließlich der Sicherheitsreserven von 15 d erforderlich.
  • Wie werden Vergärungsreaktoren durchmischt? Umwälzpumpen Gaseinpressung Rührwerke Schraubenschaufler
  • Wie werden Vergärungsreaktoren beheizt? 2 Möglichkeiten: direkte Wärmeübertragung: Injektionsdüsen für Dampf indirekte Wärmeübertragung: Wärmetauscher
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  • Nennen Sie die wesentlichen Ziele einer mechanisch-biologischen Abfallbehandlung 1. Verringerung des abzulagernden Abfallvolumens durch: - Abtrennung von Wertstoffen - Abbau organischer Substanz 2. Verringerung des Emissionspotentials von abgelagerten Abfällen durchweitgehende biologische Inertisierung 3. Schadstoffentfrachtung des Restabfalls durch Stoffseparierung
  • Erläutern Sie das Stabilatverfahren in der Siedlungsabfallwirtschaft. Das Stabilatverfahren wird zur mechanisch-biologischen Abfallbehandlung eingesetzt.Zunächst wird der gesamte Abfall biologisch getrocknet. Aus der getrockneten Fraktion werden dann Wertstoffe und Ersatzbrennstoffe abgetrennt.Behandlungsziel ist die Erzeugung von Ersatzbrennstoffen (EBS) und die Gewinnung von Wertstoffen, d. h. es werden keine oder nur geringe Mengen mineralischer Abfälle auf Deponien entsorgt.
  • Wie wird die hygienische Unbedenklichkeit von Produkten aus der biologischen Abfallbehandlung ermittelt? direkten/indirekten Prozessprüfungen Produktprüfungen
  • Wie wird eine indirekte Prozessprüfung bei der Kompostierung vorgenommen? Prüfung der Einhaltung der Behandlungstemperatur durch fortlaufende Temperaturkontrolle.
  • Wie erfolgt die Produktprüfung bei der biologischen Abfallbehandlung? Wann sind die Seuchenhygiene und die Phytohygiene eingehalten. Seuchenhygiene: Kompost bzw. Gärrückstand ist unbedenklich, wenn keine Salmonellen in 50 g Probematerial nachweisbar sind. Phytohygiene: Kompost bzw. Gärrückstand ist unbedenklich, wenn weniger als 2 keimfähige Samen und austriebsfähige Pflanzenteile pro Liter Probematerial vorhanden sind. (<2/liter)
  • Erläutern Sie den Begriff „Biologische Trocknung“. Die bei der Selbsterhitzung der organischen Abfallbestandteile frei werdende Wärme wird zur Verdampfung der Abfallfeuchte genutzt. In der abschließenden trocken-mechanischen Aufbereitung werden die getrockneten Abfälle nach Abtrennung von Metallen, anderen Wertstoffen sowie Inert- und Störstoffen in eine oder mehrere heizwertreiche Abfallfraktionen unterschiedlicher Qualität aufgeteilt. 

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