Abwassertechnik in Frage und Antwort

Abwassertechnik in
Frage und Antwort
für alle, die sich problemorientiert auf eine
Prüfung in der Abwassertechnik
vorbereiten wollen
11. Auflage 2013
Autoren:
Michael Aldick, Hartmut Böing, Jörg Moosburger
ISBN 978-3-88721-193-6
© 2013 F. Hirthammer Verlag GmbH, Raiffeisenallee 10,
D-82041 Oberhaching/München
Tel. 089 323 33 60 Fax 089 324 17 28 www.hirthammerverlag.de
Alle Rechte vorbehalten. Ohne schriftliche Genehmigung des Verlages ist es
nicht gestattet, das Buch oder Teile daraus zu vervielfältigen, ausgenommen
für Prüfungszwecke durch die Prüfungsausschüsse.
Geleitwort
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Geleitwort
Der überarbeiteten Auflage “Abwassertechnik in
Fragen und Antworten” wünsche ich weiterhin
eine gute Verbreitung und den Anwendern eine
gute berufliche Weiterentwicklung.
Das Jahr 1984 kann als „Geburtsjahr“ für
die staatliche Berufsausbildung in der
Abwassertechnik angesehen werden. Damals
wurde der Ver- und Entsorger „geboren“. Im Jahr
2002 wurde das Berufsbild überarbeitet und die
Fachkraft für Abwassertechnik stellt somit einen
aktuellen und anspruchsvollen Beruf dar. Im Jahr
1987 wurde der Abwassermeister „geboren“ und
2005 aktualisiert.
Fachkräfte und Meister sind für den
reibungslosen Betrieb und Unterhalt in unserer
Abwasserinfrastruktur unerlässlich – ohne sie läuft
nichts!
Qualifikationen müssen erworben werden. Begleitend zu der Ausbildung
zur Fachkraft für Abwassertechnik oder zur Fortbildungsqualifikation zum
Abwassermeister dient dieses Buch als sinnvolle Begleitung. Gelerntes Wissen
abfragen, Vorbereitung auf die Prüfungssituation – all dies kann hiermit geübt
werden.
Die aktuellen Prüfungsaufgaben entwickeln sich stetig weiter und werden von
engagierten Prüfungsausschüssen erarbeitet. Die Autoren dieses Buches haben
lange Jahre in den entsprechenden Gremien aktiv mitgewirkt und verfügen damit
über viel Erfahrung, die in die Aktualisierung dieses Buches einfließt.
Den Autoren und dem Verlag sei an dieser Stelle gedankt. Sie leisten
einen wichtigen Beitrag zur Qualifikation des Betriebspersonals in der
Abwassertechnik.
Hennef, Juni 2012
Rüdiger Heidebrecht
Abteilungsleiter Bildung und Internationale Zusammenarbeit
DWA – Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.
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Die Autoren
Die Autoren
Dipl.-Ing. (TU) Michael Aldick (Jahrgang 1944) ist
Ostwestfale. Er studierte in Karlsruhe Bauingenieurwesen. Von 1972 bis 2007 war er beim Ruhrverband in Essen u. a. als langjähriger Assistent des
Vorstandsvorsitzenden tätig. 1978 wurde er Dozent
bei den ATV-Abwassermeisterkursen in Essen. In
den 90ern wirkte er sowohl bei der Erarbeitung eines
neuen Meister-Lehrgangskonzeptes als auch bei der
Erstellung der DWA-Schulungsunterlagen für AbwassermeisterInnen mit. Von 1993 bis 2007 war er Mitglied des Fachausschusses „Abwassermeister“ und
12 Jahre lang dessen Obmann. Von 2003 bis 2004
begleitete er als Sachverständiger das Novellierungsverfahren der Abwassermeister-Prüfungsverordnung.
Für seine Verdienste bei der Ausbildung von Betriebspersonal auf abwassertechnischen Anlagen erhielt
er 2005 die goldene DWA-Ehrennadel.
Außerdem war er von 1985 bis 2007 für die erfolgreiche Ausbildung von mehr als 120 Ver- und Entsorgern bzw. Fachkräften für Abwassertechnik beim
Ruhrverband verantwortlich. Neben einer Dozententätigkeit in der überbetrieblichen Ausbildung beim
BEW in Essen engagiert er sich seit vielen Jahren
als Vorsitzender von Facharbeiter- und Meister-Prüfungs-ausschüssen beim Landesumweltamt NRW
bzw. der Bezirksregierung Düsseldorf. Bei der Bearbeitung der Aufgabensammlung übernahm er zusammen mit Hartmut Böing den abwassertechnischen Teil
(Kapitel 1 bis 7).
Hartmut Böing ist 1953 im Ruhrgebiet geboren und
geblieben. Nach dem Studium der Umweltschutztechnik und Chemie an den Universitäten Bonn und Essen und dem Referendariat ist er seit 1985 als Lehrer
am zentralen Berufsschulausbildungsort für Umwelttechnische Berufe für Nordrhein-Westfalen, am HansSchwier-Berufskolleg in Gelsenkirchen tätig. Während seiner Lehrertätigkeit hat er in verschiedenen
Lehrplankommissionen am Aufbau der Umweltberufe
mitgearbeitet einschließlich der Umstrukturierung des
Die Autoren
Berufes ‚Ver- und Entsorger‘ zu den Fachkraft-Berufen in der Umwelttechnik. Von der ersten Stunde bis
heute ist er Mitglied in Gremien, die sich für die Ausbildung und Prüfung der ‚Umwelttechnische Berufe‘
engagieren: Berufsbildungsausschuss, Prüfungsaufgabenerstellungausschuss, Prüfungsausschuss der
Facharbeiter und Meister. Zusammen mit Michael
Aldick ist er verantwortlich für den abwassertechnischen Teil (Kapitel 1 bis 7) dieses Buches.
Jörg Moosburger (Jahrgang 1958) ist gebürtiger
Gelsenkirchener. Bis 1984 arbeitete er als Elektriker
im Bergbau. Nach dem Wechsel zum Lippeverband
war er zunächst in der maschinellen Schlammentwässerung, später in verschiedenen Bereichen der
Abwasserbehandlung tätig. Als externer Ver- und Entsorger legte er 1990 die Abwassermeisterprüfung ab
und bildete sich 2001 zum „Technischen Betriebswirt
IHK“ fort. Seit 1994 ist er als Meister auf der Kläranlage Dortmund Scharnhorst beschäftigt.
1997 wurde er als Mitglied des Prüfungsausschusses
für Abwassermeister beim LUA NRW berufen. Weiterhin schult er seit 1999 als Dozent im Rahmen der
überbetrieblichen Ausbildung und der beruflichen Weiterbildung angehende Fachkräfte und Meister der UTBerufe in unterschiedlichen Bereichen der Elektro-,
MSR- und Abwassertechnik. 2003 übernahm er die
technische Leitung der DWA-Kurse zur Vorbereitung
auf die Abwassermeisterprüfung in Essen. Außerdem
ist er verantwortlich für die DWA-Zusatzausbildung
zur Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten. Er bearbeitete den elektrotechnischen Teil, Kapitel 8 dieser
Aufgabensammlung.
Die Autoren
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Vorwort
Vorwort
Die Novellierungen der Ausbildungsverordnung für Facharbeiter (2002) und der
Prüfungsverordnung für Meister (2005) haben die Veränderungen der betrieblichen Praxis auf Abwasseranlagen während der vergangenen Jahre berücksichtigt.
Während früher vorwiegend Fachwissen vermittelt wurde, sollen nun handlungsorientierte Ausbildung und Prüfungsvorbereitung die Facharbeiter zu eigenständigem verantwortungsvollen Arbeiten und die Meister zu erhöhter Leitungs- und Führungskompetenz befähigen.
Bereits die 2006 grundlegend überarbeitete 10. Auflage des Buches „Abwassertechnik in Frage und Antwort“ orientierte sich an diesen Vorgaben.
Die neue Auflage greift außerdem die neuesten Entwicklungen der Abwassertechnik auf und wurde in vielen Teilen noch praxisorientierter gestaltet.
Die Aufgabensammlung entspricht inhaltlich der Ausbildungsverordnung und
umfasst die Schwerpunktbereiche Abwasserableitung, Abwasserbehandlung,
Schlammbehandlung, Probenahme und Analytik sowie Elektrotechnik für festgelegte Tätigkeiten.
Die 11. Auflage besteht erstmals aus einem Aufgaben- und einem separaten
Lösungsteil, um die Handhabung des Buches für die Benutzer zu vereinfachen.
Sie gliedert sich in thematisch zusammengefasste Kapitel unterschiedlichen
Umfangs, die inhaltlich sinnvolle Arbeitseinheiten darstellen. In den einzelnen
Kapiteln können anhand frei formulierter und programmierter Aufgaben sowie
von Mathematikaufgaben der Umgang mit verschiedenen Aufgabenformen
praktiziert werden; somit wird auch die Vielfältigkeit der Abwassertechnik-Themen weitestgehend erfasst.
Das Buch wendet sich primär an Auszubildende der Abwassertechnik als
Lernhilfe und zur Prüfungsvorbereitung. Zugleich soll es Ausbildern und Lehrern
an berufsbildenden Schulen als ausbildungsbegleitendes Fachbuch dienen.
Auch kann es Meisterschüler unterstützen, ihr Fachwissen auf das erforderliche
Niveau der Vorbereitungskurse zu verbessern.
Allen, die uns bei der Erstellung des Buches mit Rat und Tat zur Seite gestanden haben, sei dafür vielmals gedankt. Besonderer Dank gilt Holger Saathoff
von der KVHS Norden für die kritische Enddurchsicht und die vielen wertvollen
Hinweise.
Michael Aldick
Hartmut Böing
Jörg Moosburger
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Geleitwort....................................................................................................... 3
Die Autoren.................................................................................................... 4
Vorwort........................................................................................................... 6
Aufgabenteil................................................................................................... 9
1. Abwasserarten, -anfall und -beschaffenheit......................................... 11
2. Aufbau und Betrieb von Entwässerungsanlagen................................. 19
2.1 Niederschlagswasserversickerung und Entwässerungssysteme...... 19
2.2 Kanäle und Kanalbauwerke .............................................................. 25
2.3 Regenbecken und -entlastungen....................................................... 34
2.4 Pumpen und Pumpwerke................................................................... 39
2.5 Kanalbetrieb ...................................................................................... 47
3. Betrieb und Unterhalt von Abwasserbeseitigungsanlagen................. 61
3.1 Fließschemata Abwasserbehandlungsanlagen.................................. 61
3.2 Rechen- und Siebanlagen.................................................................. 64
3.3 Sand- und Fettfänge........................................................................... 68
3.4 Vorklärbecken..................................................................................... 74
3.5 Biologische Abwasserreinigung.......................................................... 80
3.6 Belebungsbecken............................................................................... 86
3.7 Stickstoffelimination.......................................................................... 105
3.8 Phosphorelimination......................................................................... 116
3.9 Festbett- und Membranverfahren..................................................... 122
4. Klärschlammbehandlung und Verwertung ........................................ 131
4.1 Fließschemata Klärschlammbehandlungsanlagen........................... 131
4.2 Schlammarten und Schlammstabilisierung ..................................... 135
4.3 Anaerobe Schlammstabilisierung (Faulung)..................................... 138
4.4 Gasanfall, -aufbereitung, -speicherung und -verwertung................. 144
4.5 Konditionierung, Eindickung und Schlammentwässerung............... 149
4.6 Verwertung, Beseitigung der Schlamm- und Reststoffe................... 157
5. Probenahme, Messungen und Untersuchungen ............................... 159
5.1 Probenahme..................................................................................... 159
5.2 Messungen und Untersuchungen.................................................... 164
6. Kleinkläranlagen.................................................................................... 175
7. Wasser- und Abfallrecht....................................................................... 181
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Vorwort
Elektrotechnik..................................................................................... 187
8.1 Grundgrößen und deren Zusammenhänge...................................... 187
8.2 Gefahren und Schutzmaßnahmen .................................................. 191
8.3 Verhaltensweisen bei Unfällen......................................................... 197
8.4 Messgeräte, Sicherungen, Sensoren .............................................. 200
8.5 Betriebsspezifische Schaltpläne....................................................... 208
8.6 Beurteilung von Betriebsstörungen.................................................. 213
8.7 Unmittelbar freischaltbare, elektrische Bauteile............................... 217
8.8 Ersatzstromerzeuger und Batterieanlagen....................................... 220