Dienstag, 1. Juli 2008

SiWaWi - Volumen- und Massenströme

Grundlagen der Siedlungswasserwirtschaft und Siedlungsabfallwirtschaft

Vorlesung 1.Juli 2008

rot = klausurrelevant + wichtig
grün = Fragen für Sammelstunde


Folie 1:
  • Bemessungsvolumenströme und Bemessungsmassenströme im Zufluss von Kläranlagen und im Zufluss biologischen Stufen von Kläranlagen
2: Sammelsprechstunde
  • Mo, 28.7 oder Di, 29.7, wird per email noch bekanntgegeben
  • 9-11h
  • Bitte Fragen vorbereiten
  • in der Klausur werden deutlich mehr Rechenaufgaben gestellt werden als letztes mal
  • bei 70% kann man schon eine "1" erhalten, Auswahlklausur
  • heute wurde Evalutationsbogen ausgefüllt
  • der ursprüngliche Termin 24.7 fällt aus, da die Bauing. im Seffent den ganzen Tag Messübungen machen (Messlatte, Winkelmessungen etc.)
3: Lateinisches und griechisches Alphabet
  • leider konnte er mir nicht beantworten, wie die Tastenbelegung für diese Sonderzeichen aussieht
4: Das Dreieck
  • Dr.Ing: "Das Dreieck gibt´s auch in der Psychotherapie: Kind, Mutter, Vater" ... oh, der Mann scheint kein Fachidiot zu sein: in der Psychotherapie hat sich seit geraumer Zeit der Ansatz dahingehend verbessert, dass man bei Therapien auch das Umfeld + Familie integriert => sprich: therapiere ich eine der drei Personen aus einem beliebigen Dreieck, so muss der Therapeut auch die anderen Mitmenschen für den Heilungsprozess berücksichtigen, und falls möglich, auch involvieren ! Besonders in der Jugendpsychotherapie legt man viel Wert auf eine umfassende und ganzheitliche Therapie.
  • Konzentrationsberechnung aus Masse- und Volumenstrom => in der Vergangenheit machten viele Studenten Fehler in diesen Berechnungen !
5: Volumenstrom, Konzentration, Massenstrom
  • Klärschlamm (KS) hat rheologische Eigenschaften (Fließeigenschaften) wie Kleister
  • in der Schütteldichte muss man auch den Luftanteil berücksichtigen
  • da viele Klär(schlamm)anlagen Überkapazitäten haben, kann man auch Bioabfall (Bio) mit verarbeiten
  • M´KS und M´Bio sind Feststoffwerte mit Wasseranteil
  • das zweite Rechenverfahren nach dem "oder" ist etwas schneller
6: Dichten verschiedener Stoffe und Gemische
  • im Schüttgewicht die mit Luft gefüllten Hohlräume berücksichtigen
  • wie man Luft rausrechnet wird nächste Übung vorgestellt
  • Dichtewerte bei 20°C und 1013 mbar sollen die Berechnungen vereinfachen
  • Wasser = 1000
  • ab Hausmüll nimmt man tatsächliches Schüttgewicht
7: Definitionen
  • klausurrelevant !
  • für EZ, EGW, EW gilt die Dimension [Einwohner] = E
  • Kläranlage = Kanalisationsgebiet
  • Belastung ist manchmal doppelt so groß
8: Ermittlung der Anschlussgröße (Einwohnerwert)
  • EW = EZ + EGW
9: Abwasserverschmutzung und Einwohnerwert
  • "Haben die Studenten die Definitionen verstanden?"
  • B=Belastung, Dr. Ing. versucht seit geraumer Zeit diese alte durch die übliche Bezeichnung m=Masse zu ersetzen !
10) Ausgangsgrößen für die Bemessung
  • unbedingt diese spezifische Werte aus der Tabelle kennen, wenn keine anderen Messwerte vorhanden sind !!!
  • der spezifische Anfall von Phosphor ist von 5 auf 2 g/(E*d) gesunken, weil früher in Waschmitteln viel mehr Phosphor verwendet wurde. Meine These, dass die Phosphorrückgewinnung zugenommen hat, war leider nicht so ganz richtig
  • abfiltrierbare Stoffe = Feststoffe !
  • TKN = abgeleitet von Kjedahl ?
  • Stickstoff = Ammonium N + org. N
11) Tägliche Abwasservolumenströme
  • für Hausübung + Klausur
  • "Q-Ströme üben, üben, üben => irgendwann erscheinen die Rechnungen trivial"
  • bei konsequenter Anwendung der ungewohnten Suffixe und Präfixe sind sie von Vorteil
  • meistens wird Wert vorgegeben, selten muss man Wert aus Tabelle ablesen
  • G = gewerblich/betrieblich; heute meint man damit gewerblich + industriell
  • es handelt sich hier um tägliche(!) Mittelwerte (Erfahrungswerte) => es lässt sich also keine Aussage über Minimal- und Maximalwerte machen
  • manchmal braucht man Spitzenwerte, als PPS-Datei im L²P-Lernraum zu sehen
12) Spezifischer Schmutzwasseranteil
  • Tabelle
13) Ermittlung des Spitzenflusses bei Trockenwetter
  • Stundenabflüsse
  • Q max <>
  • Divisor erhält man aus der folgenden Grafik/Tabelle
  • nicht klausurrelevant, da aus Tabelle entnommen ?
14) Divisor Xqmax in Abhängigkeit von der Gebietsgröße
  • Bandbreite beachten !

15) Ermittlung des Spitzenflusses bei Regenwetter
  • alte Regelung: Trockenwetteranfall = zweifache Menge von Qs,h
  • neue Regelung: fs,qm =[2,3]
  • Druckfehler => anstatt Schmutzwasseranfall soll es Mischwasserzufluss heißen !
  • in der Klausur werden aber eindeutige Werte vorgegeben
16) Berechnung der Massenströme
  • BSB5 = biologischer Sauerstoffbedarf => wofür steht die 5 ?
  • CSB = ?
  • AFS = Feststoff => wofür steht A ?
  • TKN = Stickstoff => wofür steht TK
  • B d,H,BSB5,Z = häuslich
  • B d,G,BSB5,Z = gewerblich/industrieell
17) Wasserbedarf und Abwasseranfall der Industrie
  • am Beispiel von Brauereien
  • die Differenz zwischen Wasserbedarf und Abwasseranfall ist der Verdunstung geschuldet
  • in Brauereien herrschen hohe Temperaturen
  • diese Werte sind aber "Asbach Uralt" ?
18) Wasserbedarf und Abwasseranfall der Brauereien
  • hl = 100l
  • aktuellere Werte für spez. Frischwasserbedarf und spez. Abwasseranfall => kleinere Werte, denn die Brauerein haben die Notwendigkeit der Einsparung von Wasser durch Eigenrecyclen erkannt
  • Interpretation der Einheit m³/hl ?
19) Wirkung der Vorklärung des Abwassers
  • für freies Gefälle sorgen
  • absetzbaren Schwebstoffe werden an den Trichterspitzen abgepumpt ?
  • kleine Wiederholung: Rechenwerk => Sandfang (X/X) (wichtig, da sonst die Pumpen durch die abrasive Wirkung des Sandes zerstört werden) => Vorklärbecken (absetzbare Stoffe) => Belebungsbecken (B/B) => Nachklärbecken (von dort gelangt wieder Biomasse in das Vorklärbecken, um sich mit den Mikroorganismen (MO) wieder zu vermischen
  • 5% Feststoff (FS) ist ein sehr hoher Wert ! Beweis: man stecke einen Stab in Klärschlamm mit einem FS-Gehalt von 5% und der Stab bleibt i.d.Regel aufrecht stehen ! => 1% ist schon viel !
  • Vermeidung der Anreicherung von FS, da sonst die Versorgung der MO nicht gewährleistet ist
  • Durchflusszeit = Absetzzeit ?
20) Wirkung der Vorklärung des Abwassers
  • "Wir gehen mit den ersten Werten ins Becken rein" ?
  • s. Formelsammlung
  • Werte gelten alle für eine Stunde !
21) Volumen- und Massenströme
  • Begründung für die krumme Zahl 23,65 %
  • Handy klingelt, aber keiner bekennt sich zu dem betreffenden Handy => es folgt ein kleines Intermezzo: Dr.Ing. hat sich letzte Woche ein Handy besorgt => dies scheint eine techn. Erneuerung für ihn zu sein, so dass er vor vielen Fragezeichen steht => möchte gerne wissen, wie lange ein Akku geladen bleibt, für den Fall, dass das Handy abgeschaltet ist => doch die Antwort kann keiner von uns geben, da unsere Handies Tag und Nacht angeschaltet sind ;-)
  • kommunale und industrielle gesonderte Berechnungen ?
22) Volumen- und Massenströme
  • Qd = dry = trocken
  • Qt = täglich
  • Qm = gemischt
23) Spezifischer Schmutzwasseranfall
  • Berechnung auf der Grundlage von 28.000 Euro
  • s. Hausaufgabe => Nachtzufluss berechnen wg. nächtlicher Ablagerungen (das fand ich sehr interessant, weil in einem Doku-Film ein Entwicklungshelfer in einem Dorf einen Wasserleitungsschaden nur in der Nacht feststellen konnte => bessere Eingrenzung des Lecks
24) Wasserbedarf und Abwasseranfall der Industrie
  • Augenmerk auf Brauereien + Molkereien
25) Bemessungswassermengen
  • Qs,d = Schmutzwasser
  • Qf,d = Fremdwasser
  • Qd = Trockenwetterabluss
  • => hier kommt kein Regenwasser vor !
26) Tagesgang des Abwasseranfalls - alte Regelung
  • Qr (Reserve für Regenwasser) und Qf (Fremdwasser) werden für 24 Stunden als konstant betrachtet
27) Tagesgang des Abwasseranfalls - neue Regelung
  • siehe auf die Ordinate, da auf dem ersten Blick die beiden Quadranten gleich zu sein scheinen
28) Bemessungswassermengen
  • alt: 1.261 m³/h
  • neu: 30,4 ?
  • Zusatz: NZ = Nachtzufluss
  • t1 = 1. Betrieb
  • t2 = 2. Betrieb
  • x = Stunde
29) Massenströme und Konzentration im Zufluss
  • bitte diese + folgende (ff.) drei Folien rechnen
  • Hausübung
  • Fließzeit
  • EW = 43,500 E (Rohabwasser) liegt deutlich über 28.000 Euro
  • wo ist der Gesamtzufluss ?
  • Q,td + Qs,d + Qt,n + Qm,n +
  • Fließzeit = tFt <
  • für Zeitbeiwertverfahren => maßgebende Regendauer
  • tf > d = F = te
  • tf > D=D => Ergebnis i.d. Übung
30) Massenströme und Konzentration im Zufluss

31) Massenströme und Konzentrationen im Zufluss

32) Belastung der biologischen Stufe

33) Belastung der biologischen Stufe

34) Belastung der biologischen Stufe

35) Belastung der biologischen Stufe

36) Belastung der biologischen Stufe

37) Trockenwetternachweis

38) Grenzwerte für ablagerungsfreien Betrieb

39) Bemessung von Abwassserkanälen

40) Spezifischer Schmutzwasseranfall

41) Divisor Xqmax in Abhängigkeit von der Gebietsgröße

42) Bemessung von Abwasserkanälen

43) Bemessung von Abwasserkanälen

44) Wahl der Regenhäufigkeit n (Entwurf)

45) Zeitbeiwert ...

46) Spitzenabflussbeiwerte

47) Rohrtabelle

48) Nachweise

49) Teilfüllungsberhältnisse für Kreisprofile

50) Berechnung des Regenabflusses

51) Wahl der maßgebenden kürzesten Regendauer D

52) Abfluss in teilgefüllten Rohren

53) Schubspannung und Fließgeschwindigkeit

54) Bemessung von Abwasserkanälen

55) Bemessung von Abwasserkanälen

56) Bemessung von Abwasserkanälen

57) Nachweise

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