Abwasserreinigung (Fach) / mechnaische Reinigung (Lektion)

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• Rechen und Siebe: Warum?Nenne 4 Arten von Grobstoffen!Wie wird im Falle einer Störung dafür gesorgt, dass keine Überflutung auftritt? Im Abwasserstrom zahlreiche Grobstoffe, die in nachgelagerten Anlagenteilen Probleme oder Schäden verursachen könnten (z. B. Verzopfungen, Verstopfungen, Versandung):•Hygieneartikel (z. B. Klopapier, Kondome, Damenbinden)•Zopfende Stoffe (z. B. Haare)•Gröbere Abwasserbestandteile (z. B. Essensreste)•Störstoffe (z. B. Steine)Um im Falle einer Störung des Rechens keine Überflutung zu erzeugen, sorgt in der Regel eine Notumgehung für eine schadlose Ableitung des Abwassers.
• Nenne 3 Beispiele wo Rechen und Siebanlagen eingesetzt werden! Sonderbauwerke im Kanalnetz•Zulauf zur Kläranlage•Rücklaufschlamm•Fäkalannahmestationen
• Nenne je 2 Vor-und Nachteile von Sieben! Vorteile: Weitergehende Entfernung von Grob-und Faserstoffen Höhere Betriebssicherheit bei Kreislaufprozessen Bau-und Betriebserleichterungin der Schlammbehandlung Geringere Beanspruchung von Pumpen-und Rohrleitungssystemen Nachteile: AufwendigereSystemeGrößere Redundanz erforderlichHöherer Wartungs-und InstandhaltungsaufwandVerlagerung bzw. Steigerung der Betriebskosten
• Wann kommen Feinsiebe zum Einsatz?(1) wenn alle Grob-/Störstoffe aus dem Abwasser entfernt werden müssen, um nach-folgende Spezial-technik (z. B. Membrane) nicht zu gefährden!
• Rechen im Kanalnetz: warum?(3) Um Gewässerbelastungen infolge Mischwassereinleitungen zu verringern, wurden in den letzten Jahrzehnten viele Tausend Regenüberlaufbecken gebaut. An verschiedenen Stellen kommt es aber immer noch zu kritischen Gewässerbe-lastungen. Im Einzelfall werden daher auch Rechen-anlagen in diese Entlastungsbauwerke eingebaut, um Störstoffe abzutrennen
• Welche Probleme treten beim Austausch der Rechenanlage auf?(2)Wie kann dem entegengewirkt werden?(2) Moderne Rechen haben Rechenabstand von ≤ 6 mm Ausbau eines alten Rechens durch einen feineren Rechen verbessert sich  Abscheideleistung deutlich, jedoch führt dies meist zu einer Rückstauproblematik, wenn nicht auch das Gerinne angepasst wird Überstau bzw. häufiges Anspringen der Umgehung führt zum Eintrag von Störstoffen Gegenmßnahmen: indem auch die Gerinnebreiteangepasst wird oder anderer Rechentyp mit geringerem Fließwiderstand eingebaut wird
• Warum Rechengutwäsche/Presse?(3) Rechengutwäsche mit anschließender Entwässerung -> zu entsorgende Rechengutmenge erheblich reduziert reduziert die Kosten, da Rechengut meist verbrannt ausgewaschenen, leicht abbaubaren Kohlenstoffverbindungen erlauben in der biologischen Stufe eine verbesserte Denitrifikation und somit eine erhöhte Stickstoffelimination
• Warum Leichtstoffabscheiddung?Nenne 3 Beispiele dieser Stoffe! Wird zentral, dezentral abgescheidet oder beides? Warum?Die Leichtstoffe müssen entfernt werden, weil sie•für die Gewässer eine Gefährdung darstellen (z. B. Minderung der natürlichen Selbstbelüftung, toxische Wirkung).•Zum Teil explosible Gase bilden können, was die Arbeits-und Anlagensicherheit der Abwasseranlagen gefährdet. Als Leichtstoffe gelten:•Fette•Benzin•Diesel•Heizöl•Schmieröl dezentraler Ansatz zur Leichtstoffabscheidung durchgesetzt, d. h. in Gewerbe-und Industrien mit größeren Anfallpotenzialwerden vor Ort Abscheideeinrichtungen eingebaut zentrale Behandlungskomponente „Fettfang“ auf der Kläranlage dient somit der Rückhaltung der Leichtstoffe, die im häuslichen Abwasser sowie im Kleingewerbe anfallen
• Leichtstoffabscheidung: Direkte Abscheidung warauf basiert diese? Schwerkraft/dichteunterschied zwischen Wasser und Leichtstoff Leicchtstoff schwimmt auf
• Koaleszenzabscheider! Erläutere kurz!((3) Bei kolloidal gelösten Teilchen („Emulsion“) kann man durch Einrüstung eines Koales-zenzabscheidersdie Abtrennqualität verbessern. Der Koaleszenzabscheider begünstigt das Zusammentreffen und die Vereinigung der kolloidal gelösten Teilchen zu größeren Partikeln, die besser abscheidbar sind. Der Koaleszenzabscheidersind meist mehrere perforierte Bleche, durch die das Abwasser strömen muss. Durch diese Knick-und Umlenkpunkte steigt die Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens
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• Warum brauchen wir einen Fettfang in der Kläranlage?(3) Im Abwasser befinden sich große Mengen an Fett (z. B. Lebens-mittel, Spülwasser) Fett begünstigt das Wachstum verschiedener fadenförmiger Bakterien, die sich schlecht absetzen Fett ist sehr energiereich →eine direkte Zufuhr in einen Anaerob-reaktor („Faulturm“) ermöglicht eine Klärgasproduktion
• Geröllfang: Warum?(3) In Gebirgs-und Mittelgebirgslandschaften kommt es immer wieder vor, dass größere Mengen an Geröll (z. B. Steine, Kies) in die Kanalisation eingetragen werden größeren Geröllbestandteile können in der Kläranlage Schäden an der Maschinentechnik anrichten
• Geröllfang: Was ist das?(1) In der Regel handelt es sich um einfache Bauwerke wie Schächte oder Kammern, in denen ein Fangraumintegriert ist, die Steine und Kies zurückhalten
• Warum wird ein Sandfang eingebaut?(4) Im Abwasser befinden sich große Mengen an Sand (z. B. aus Straßeneinläufen) Der Sand hat eine abrassive Wirkung Verschleiß an Maschinentechnik Sand kann zu Ablagerungen in den nachgeschalteten Becken führen Bei der Sandabscheidung macht man sich das Prinzip der Schwerkraft zu Nutze und die Tatsache, dass die Dichte von Sand (2,65 Mg/m3) sehr viel höher ist als von Wasser
• Welche Grundtypen von Sandfängen gibt es?(2)Erläutere kurz das Prinzip(Wie wird Sedimentation begünstigt)? Rundsandfang Langsandfang Belüfteter Sandfang UnbelüfteterSandfang Prinzip: Begünstigung der Sedimentation: Belüftung Durch eine Querschnittsaufweitung ->Fließgeschwindigkeit des Abwassers reduziert →Dies begünstigt das Absinken des Sands! Durch das asymmetrische Einblasen von Luft an der Beckensohle wird eine Walzenströmung erzeugt, was das Absinken begünstigt
• Rundsandfang: Einsatz vor allem bei kleinen Anlagen:Warum? Vor-und Nachteile?(2) kostengünstiger und kompakter Die Abscheideleistung der Rundsandfänge ist aber oft nicht so hoch wie bei einem Langsandfang
• Warum gibt es Sandwäscher?(in mittleren und großen Anagen)(4) Der abgesetzte Sand ist mit Organik verschmutzt und kann so nicht wieder verwertet werden Daher wird der Sand bei mittleren und größeren Anlagen in einer speziellen Maschine („Sandwäscher“) von den Schmutzpartikeln gereinigt Der gereinigte Sand kann stofflich genutzt werden (z. B. Straßen-bau, Landschaftsbau) Das verschmutzte Prozesswasser wird zurück in den Zulauf zum Sandfang geführt
• Was sind Vorreinigungsmodule und worin liegen ihre Vorteile?(3) Kombination der Vorreinigung in einer Kombimodul:•Rechen-bzw. Siebanlage mit Rechengutwäsche•Belüfteter Sand-und Fettfang•Sandwäscher Vorteile: Schneller Bauablauf Kostenersparnis Kompakte Bauweise Reduzierung der Schnittstellen
• Wozu dienen Räumer im Absetzbecken?Welche Typen gibt es?(2) um abgesetzte Feststoffe abzuziehen Typen: Schildräumer mit Antrieb über bewegliche Räumerbrücke Schildräumer mit Zentralantrieb Bandräumer-nur am Boden geführt-sowohl am Boden als auch an der Oberfläche geführt Saugräumer mit Antrieb über bewegliche Räumerbrücke
• Wozu dienen Abzugseinrichtungen in Absetzbecken?Welche Typen kennen Sie?(2) um mechanisch vorgereinigtes oder final gereinigtes Abwasser abzuziehen Typen: Überlaufschwellen mit Tauchwänden Getauchte, perforierte Ablaufrohre zum Abzug unterhalb des Wasserspiegels Schwimmende Dekantiereinrichtung (Höhenverstellbare) Pumpen
• Warum Vorklärbecken?(2) Im Sandfang lassen sich nur absetzbare Stoffe abtrennen, die über eine hohe Sinkge-schwindigkeit verfügen gibt auch Stoffe, die sich bei längerer Sedimentationsdauer ebenfalls abtrennen lassen-->Primärschlamm abgetrennt deutlich höheres Klärgaspotenzial als der Belebtschlamm, sodass Vorklärbecken meist auf anaerob stabilisierenden Kläranlagen zum Einsatz kommen
• Nennen Sie Vorklärbeckentypen und ordnen Sie Räumeinrichtung zu!(2Typen) längsdurchströmte und rechteckige Vorklärbecken-->Räumschilden oder Kettenräumern vertikal durchströmte Vorklärbecken (Trichterbecken)->ohne Räumeinrichtung  im Einzelfall horizontal durchströmte und runde Vorklärbecken-->Räumschilden
• Warum brauchen wir ein Nachklärbecken?(4)Prinzip?(1)Bedingung?(1) Belebtschlammanlagen-->fallen Schlammflocken an-->am Ende des Abwasserreinigungsprozesses abgetrennt effektiver Belebtschlammrückhalt macht möglich , ausreichend Biomasse im System zurückzuhalten (Rücklaufschlammpumpen-->abgesetzter Schlamm in biologische Stufe) Prinzip: Sedimentation (Schwerkraft und den geringen Dichteunterschied zwischen Wasser und Belebtschlamm) Bedingung: strömungsberuhigtes Volumen zur Verfügung
• Nennen Sie die Beckenzonen in einem Nachklärbecken!(4) und erläutern Sie kurz deren Funktion! Klarwasserzone-->Sicherheitszone, um Schlammabtrieb zu vermeiden Trenn-und Rückströmzone-->Rückströmungen von fest-stoffarmen Abwasser zum Einlaufbereich und Flockungsvorgänge, die das Schlammabsinken fördern. Dichtestrom-und Speicherzone-->eintretende Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch sinkt in dieser Zone aufgrund der höheren Dichte des Belebtschlammsab und fließt in Richtung des äußeren Beckenrands Eindick-und Räumzone-->konzentrierung abgesetzter Belebtschlamm-->geringe Strömung Richtung SChlammtrichter
• Probleme Wie Schlammabtrieb im Nachklärbecken?Wie kommt es dazu?(2) Manche Belebtschlämme setzen sich schlechter ab als andere:•Blähschlamm →Der Schlamm setzt sich nur schlecht ab, sodass die Gefahr besteht, dass der Schlammspiegel zu nahe an den Auslauf gelangt, sodass einzelne Partikel durch Sogwirkung in den Ablauf gelangen können!•Schwimmschlamm →Der Schlamm schwimmt auf, sodass die Gefahr besteht, dass er von dort in den Auslauf gelangt!
• Nennen Sie Typen von Nachklärbecken!(2) Rundbecken Horizontal durchströmte Rundbecken Vertikal durchströmte Rundbecken („Trichterbecken“) Rechteckbecken: Vertikal durchströmte Becken Horizontal und quer durchströmte Becken
• Lamellenabscheider als Alternative zum großen Nachklärbecken. Warum?(2) bsetzbeckenvolumen oft sehr teuer lamellen-und kastenförmige Durchflussprofile –meist schräg –in ein Becken eingebaut, um die wirksame Absetzfläche zu vergrößern
• Was ist Flotation?(2)Wo meist eingesetzt?(2) partikulären Stoffe abtrennen Einzelfälle: Abtrennung effektiver erfolgt, wenn durch technischen Einsatz aufgetrieben und an der Oberfläche abgeschöpft Beispiele: Leichtstoffe, die sich mit den im Abschnitt „Leichtstoffabtrennung“ vorgestellten einfachen Verfahren nicht abgetrennt werden können Schlämme, die aufgrund ihrer Eigenschaften eher zum Aufschwimmen als zum Absetzen neigen (z. B. Bläh-und Schwimmschlamm)
• Wirkprinzip Flotation kurz erläutern!(4)Warum ist Filtration geeignete nachgeschaltete Anlage?(1) meist Luft in ein Becken unter erhöhtem Druck gelöst Anschließend wird der Druck entspannt, so entstehen kleine Gasblasen, die sich an die (hydrophoben) Schwebstoffe oder den Schlamm anlagern und diesen zum Auftrieb bringen Das aufgetriebene Material wird von der Oberfläche abgetrennt Filtration: 100 %-prozentige Feststoffabtrennung nicht möglich-->bestimmte Fragestellungen (z. B. sehr niedrige Phosphor-und CSB-Konzentrationen im Ablauf) müssen daher auch diese Schwebstoffe zurückgehalten werden
• Wirkprinzip Filtration?(2)Welche Prozesse sind wichtig?(3) Rückhalt größerer Partikel durch Siebwirkung zwischen den Körnern Rückhalt kleinerer Partikel an der Oberfläche des Filtermediums oder an bereits abgelagerten Partikeln infolge Sedimentation, Einfang, Diffusion, van der Waal‘scherKräfte, Sorption u. a. Filtrationswirkung beruht auf physikalischen, chemischen und ggf. auch biologischen Prozessen
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• Wirkungsbereiche der Filtration?(siehe Tabelle S. 138 Klausuranmerkungen) siehe Tabelle S. 138 Klausuranmerkungen
• Ordnen Sie diese Filtrationsarten nach möglicher abtrennbarer Partikelgröße von der gröbsten zur kleinsten! Umkehrosmose, Mikro-,Ultra-,Nanofiltration? Mikrofiltration → Ultrafiltration → Nanofiltration → Umkehrosmose

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