Trink- und Brauchwasseraufbereitung (Fach) / Fragenteil (Lektion)

Fragenzusammenstellung aus verschieden Klausuren

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• Warum ist in Grundwässern gelöstes Eisen zu finden? Beschreiben Sie den Vorgang. Sauerstoffhaltiges Niederschlagswasser nimmt oxidierbare organische Stoffe auf Im sauerstofffreien Raum kommt es zur Sauerstoffzehrung durch Oxidation der gelösten Stoffe  3-wertige Eisensalze werden zu 2-wertigen Eisensalze reduziert  und aus dem Boden gelöst
• Aus welchen Gründen wird Rohwasser im Rahmen der Trinkwasseraufbereitung enteisent? Schutz des Verteilungsnetzes vor Korrosion und Ablagerungen Nach TrinkwV soll Trinkwasser keine ungelösten Stoffe enthalten Wiedervereisenung verhindern
• Welche Stoffe sind in einem überwiegend landschaftlich genutzten Einzugsgebiet einer Grundwassergewinnungsanlage vorrangig zu analysieren? Nitrat Nitrit Phosphat Ammonium
• In welchen Gesetzen, Rechtsverordnungen, Normen etc. werden Aussagen zur Trinkwasserqualität gemacht. Gliedern Sie Ihre Antwort nach weltweiter, europaweiter und nationaler(Deutschland) Gültigkeit. Beschreiben Sie kurz deren Inhalte. Im Fall von Verordnungen, geben Sie deren gesetzliche Grundlage an. Weltweit-WHO Guidelines for Drinkwaterquality 4th. Edition 2011 Richtwerte/Mindestqualitätsstandards/rechtlich nicht bindend Europaweit- EG Trinkwasserrichtlinie Richtlinie über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch. Bindent für die Mitgliedsstaaten und muss umgesetzt werden in nationales Recht BRD – Trinkwasserverordnung(TrinkwV) JtSG Infektionsschutzgesetz LFG-B Lebensmittel und futtermittelgesetzbuch DIN 2000 (Anforderungen an TW) Muss- und Sollanforderungen (keimarm, muss gesetzlichen Anforderungen genügen)
• Auf welchen Gesetzen basiert die Trinkwasserverordnung? JtSG Infektionsschutzgesetz LFG-B Lebensmittel und Futtermittelgesetzbuch DIN 2000 (Anforderungen an TW)-Muss- und Sollanforderungen (keimarm, muss gesetzlichen Anforderungen genügen)
• Wie sind in den Anlagen der Trinkwasserverordnung die Grenzwerte zusammengefasst (Anlage 1, Anlage 2(Teile I und II), Anlage 3)? Anlage 1: mikrobiologische Parameter Anlage 2: chemische Parameter-Teil I Chemische Parameter, deren Konzentration sich im Verteilungsnetz einschließlich der Trinkwasser-Installation in der Regel nicht mehr erhöht-Teil IIChemische Parameter, deren Konzentration im Verteilungsnetz einschließlich der Trinkwasser-Installation ansteigen kann Anlage 3: Indikatorparameter
• Basis zur Festlegung des Grenzwertes im Trinkwasser für einen Inhaltsstoff ist der so genannte NOEL-Wert. Was bedeutet NOEL? NOEL = No Observable Effect Level Konzentration von Schadstoffen, bei welchen Tierversuche im Test keine schädliche Wirkung ermittelt wurde Keine Effekte auf den Organismus bis Grenzwert
• Welche Desinfektionsmittel bzw. –verfahren werden bei der Desinfektion von Trinkwasser eingesetzt? Desinfektionsmittel o   CH4 = Methan o   CHCl3 = Chloroform o   CHCl2Br = Bromdichlormethan o   CHBr3 = Bromoform o   Cl2 = Chlor o   NAClO = Natriumhypochlorid o   Ca(ClO)2 = Calciumhypochlorit o   ClO2 = Chlordioxid O3 = Ozon UV-Bestrahlung 254 nm
• Was ist bei der Desinfektion mit Cl2 und Hypochloriten bezüglich eventuellen Reaktionsprodukten zu beachten?  Cl2+H2O ↔ HCl + HClO NAClO + H2O ↔ NaOH + HClO Ca(ClO)2 + H2O ↔ Ca(OH)2 + 2HClO o   Entstehung von HClO = hypochlorige Säure als Reaktionsprodukt HClO = eigentliche Wirksubstanz
• Wie wirkt sich qualitativ die Veränderung folgender Parameter auf die max. zulässige Filtergeschwindigkeit bei der Enteisenung (Fe(II)-Filtration) aus? ph ↓                                                    →  vf ?   ↓ KS4,3 ↓                                                →  vf ?   ↓ T ↑                                                      →  vf ?   ↑ Filterbetthöhe L ↑                        →  vf ?   ↑ Korn Ø↑                                            →  vf ?   ↓
• Was versteht man unter dem „biologischen Rasen“ eines Langsamsandfilters? Durch physikalische Adsorption an das Filtermedium können auch Partikel, deren Durchmesser kleiner als die Porenweite des Filters ist, dem Wasser entzogen werden. Dadurch lagern sich auch diese Partikel an der Oberfläche des Filters ab. Wird die Filtration lange genug betrieben, bildet sich auf dem Filtermedium eine Art biologischer Rasen: eine Fauna aus Mikroorganismen, welche in der Lage ist, Krankheitserreger abzutöten und chemische Verbindungen wie Nitrat, Sulfat oder Phosphat abzubauen Neben Nitrat und Phosphat werden auch Schwermetalle, Radionulkide fixiert
• Geben Sie die übliche Bandbreite der Filtergeschwindigkeiten in Schnellfiltern an. Unterscheiden Sie zwischen offenen und geschlossenen Schnellfiltern. vf=5-30 m/h vf=5-10 m/h offener Schnellfilter vf=10-30 m/h geschlossener Schnellfilter
• Welche Kriterien bestimmen die Notwendigkeit einer Filterspülung? Filterwiderstand (Grenzfilterwiderstand) Filtratgüte (Grenzgüte) Druckverlust (wirtschaftlich vertretbar)
• In welchen Fällen (ca.4) müssen Schnellfilter rückgespült werden? Anstieg des Filterwiederstandes über einem festgelegten Grenzwert(Grenzfilterwiederstand) Verminderte Filtratqualität über einem festgelegten Grenzwert(Grenzgüte) Gefahr der Verbackung des Filtermaterials Gefahr der Filtermaterialverkeimung DVGW-W 213-3
• Beschreiben Sie den Ablauf der Rückspülung eines Schnellfilters Kombinierte Luft + Wasserspülung (Stand der Technik) o   1. Luft vfL = QL/A ≈ 60 m/h ~ 1-3 min o   2. Luft + Wasser vfL ≈ 60 m/h; vfW ≈ 10 m/h ~ 10 min o   3. Wasser vfW = hinreichende Spülgeschwindigkeit ~ 3-5 min ; Spülwasserverbrauch ≤ 5%
• Wie wird die Filterwirksamkeit von Langsamfiltern wiederhergestellt? Durch das Abschälen der Filteroberfläche abschälbar bis 50 cm
• Was versteht man unter FE(II)-Filtration und FE(III)-Filtration? Beschreiben Sie wesentliche Unterschiede. • Durch physikalische Adsorption an das Filtermedium können auch Partikel, deren Durchmesser kleiner als die Porenweite des Filters ist, dem Wasser entzogen werden. Dadurch lagern sich auch diese Partikel an der Oberfläche des Filters ab. Wird die Filtration lange genug betrieben, bildet sich auf dem Filtermedium eine Art biologischer Rasen: eine Fauna aus Mikroorganismen, welche in der Lage ist, Krankheitserreger abzutöten und chemische Verbindungen wie Nitrat, Sulfat oder Phosphat abzubauen
• Welche Stoffe werden als Flockungsmittel eingesetzt. Synthetische langkettige Makromolekühle = Polymere Polyacrylamide Polynatriumacrylat Polyaluminiumchlorid
• Welche Aufgaben haben Flockungshilfsmittel? Unterstützung der Makroflockenbildung Beschweren der Flocken Erhöhung der Scherstabilität
• Erläutern sie den Unterschied zwischen Fällung und Flockung. Fällung(chemischer Prozess/ Phasenübergang  flüssig→fest) o   Entfernung von chemisch gelösten durch Zugabe von Fällungsmittel o   Chemisch gelöste Stoffe binden sich an Metalle o   Ungelöste Metallverbindungen fallen aus Flockung(physikalischer Prozess/ kein Phasenübergang) o   Entfernung kolloidaler und suspendierter Partikel durch Zugabe von FM o   Agglomeration + Sedimentation
• Was versteht man unter Flockenfiltration, was unter Flockungsfiltration? Bei der Flockenfiltration werden die in separaten Flockungsreaktoren gebildeten Makroflocken im Filterbett zurückgehalten. Bei zu großen und zu festen Flocken können durch zu hohe Flächenbeladung nur geringe Filterlaufzeiten erzielt werden. Bei der Flockungsfiltration ist der Flockungsprozess vor dem Filter noch nicht abgeschlossenen. Die Makroflockung beginnt bereits im Überstauraum, sollte zum Großteil aber erst im Filterbett von statten gehen, um einen möglichst guten Raumeffekt zu erzielen.
• Was will man mit der Flockung erreichen? Verbesserung des Absetzverhaltens von kolloidal vorliegenden organischen und anorganischen Wasserinhaltsstoffen.
• Was versteht man unter Flotation? Physikalisches-chemisches Trennverfahren, bei dem mit Hilfe von Gasblasen in der Flüssigkeit dispergierte Partikeln (Feststoffteilchen, Tropfen, Moleküle, Ionen) Aggregate bilden, die dann aufgrund der geringeren Dichte gegenüber dem umgebenden Medium zur Oberfläche der Flüssigkeit aufsteigen und eine abtrennbare Schaumschicht bilden. Im Schaumprodukt, Flotat, liegen die abzutrennenden Partikeln angereichert vor. Der Auftrieb der abzutrennenden Stoffe wird durch die Anlagerung feiner Luftblasen künstlich erhöht. Der dabei entstehende aufschwimmende feste Schaum (Flotat) wird abgezogen
• Warum ist bei der grobblasigen Flotation (ØB=0,01 mm) die erforderliche Beckentiefe größer als bei der feinblasigen Flotation (ØB=0,01 mm)? Kleine Blasen = geringe Aufstiegsgeschwindigkeit der Blasen (kleine blasen halten besser) Je größer der Blasen desto tiefer muss das Becken sein, da v zu groß (Aufstiegsgeschwindigkeit) und Anlagerungszeit zu kurz
• Welcher Sedimentationseinrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Absetzvorgang unabhängig von der Sinkhöhe ist? • Lamellenabscheider
• Erläutern Sie die Wirkungsweise eines Lammellenabscheiders. Eine Vielzahl von „Miniabsetzbecken“ übereinander die durch einzelne Bodenflächen (Platten) voneinander getrennt sind, Platten sind um einen Winkel α(55°) zur Waagerechten geneigt, damit der sedimentierte Schlamm nach unten rutschen kann.
• In welchen Fällen wird im Rahmen der Trinkwasseraufbereitung entsäuert, warum und wie (grundsätzliche Verfahrensvarianten)? Bei hohen CO2-Konzentrationen und niedrigen pH-Werten Je mehr CO2 im Wasser ist, desto größer ist die Korrosion an Rohrleitungen und carbonathaltigen Elementen Um Ablagerungen zu verhindern (Calciumcarbonat) Man brauch aber eine bestimmte CO2-Konzentration um das Calciumhydrogencarbonat in Lösung zu halten Einbringen von Luft(Verdüsung, Rohrfilterkaskade, Lochbodenbelüftung, Kerzenbegasung, Rieseler) Chemische Entsäuerung Dissoziation der Kohlensäure Filtration zur Entsäuerung

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