spm1530 Tentamen 5 juli 2012
Uitwerking tentamen spm1530 5 juli 2012 14-17 uur
Aanwijzingen:
• U mag gebruik maken van:
– schrijfmateriaal – rekenmachine
– formuleblad en periodiek systeem (afgedrukt achteraan dit tentamen).
• Lees de vragen vooraf door en deel de beschikbare tijd in voor beantwoord- ing van de vragen.
Ommezijde is antwoordvel meerkeuzevragen.
De uitwerking van dit tentamen beslaat 25 vragen, op 12 pagina’s.
Daaronder zijn 21 meerkeuzevragen (40 punten) en drie open vragen (50 punten).
Het totaal aantal te behalen punten was 100. U startte met 10 punten.
Pagina: 1 2 3 4 5 6 8 10 Totaal:
Punten: 2 10 6 11 11 20 10 20 90
Score:
Met de BONUSVRAAG kunt u 10 extra punten verdienen.
Overzicht van de antwoorden
Naam: Studienummer:
Vraagstuk A B C D punten score
1 2
2 2
3 2
4 2
5 2
6 2
7 1
8 1
9 1
10 1
11 2
12 2
13 3
14 2
15 2
16 2
17 3
18 2
19 2
20 2
21 2
Totaal 40
spm1530 Tentamen 5 juli 2012
MEERKEUZEVRAGEN
• bij elke deelvraag is slechts ´e´en antwoord juist.
• Een foute keuze geeft aftrek van1/3van het puntenaantal.
• Als u het antwoord niet weet en D – blanco kiest, volgt g´e´en puntenaftrek!
• Beantwoord de vragen op het voorgedrukte antwoordvel en lever dit in!
– begin van de vragen –
Figure 1: Kookpuntscurve
Een aantal meerkeuzevragen hebben betrekking op bovenstaande figuur.
1. (2 punten) In figuur 1 zijn de kookpuntscurves van drie soorten ruwe olie gegeven. De informatie in de figuur ondersteunt de volgende uitspraak:
A. Bachaquero kan niet gedestilleerd worden in een olieraffinaderij, Cumarebo wel B. Voor de prijs (USD/vat) geldt: Bachaquero > Indonesi¨e > Cumarebo
C. Bachaquero is een erg zware ruwe olie, Cumarebo juist relatief licht D. blanco
2. (2 punten) In Indonesi¨e produceert en gebruikt men vooral normale benzine met een Re- search Octane Number (RON) of ”‘octaangetal”’ van (minimaal) 91. De informatie in figuur figuur 1 ondersteunt de volgende uitspraak:
A. de ruwe oliesoort ”‘Indonesi¨e”’ is niet geschikt om te verwerken in een hydro- skimming refinery
B. uit de ruwe oliesoort ”‘Indonesi¨e”’ kan zelfs met een hydroskimming refinery benzine, kerosine en diesel worden gemaakt
C. om uit de ruwe oliesoort ”‘Indonesi¨e”’ benzine, kerosine en diesel te maken dient de raffinaderij minstens ”‘integrated”’ of ”‘semi-complex”’ te zijn
D. blanco
3. (2 punten) In Europa stijgt al enkele jaren het aandeel diesel-aangedreven personenautos.
Omdat de totale vraag naar motorbrandstoffen min of meer constant is, verschuift zo de vraag van benzine naar diesel. Om dit te volgen kunnen olieraffinaderijen:
A. Cumarebo-olie (figuur 1) vervangen door Indonesi¨e-olie in dezelfde raffina- derij
B. een vacu ¨umdestillatie eenheid toevoegen, zodat ”‘zwaar residue”’ en ”‘lang residue”’
apart worden verkregen
C. beide gegeven mogelijkheden zijn onjuist D. blanco
4. (2 punten) Uit figuur 1 valt af te lezen dat Bachaquero voor zo’n 70 vol.% bestaat uit lang residue. Een raffinaderij voor de verwerking van Bachaquero zal daarom waarschijnlijk gekenmerkt worden door
A. de aanwezigheid van vacu ¨umdestillatie- en ´e´en of meer geavanceerde conver- sieprocessen
B. de aanwezigheid van destillatie en ´e´en of meer geavanceerde conversieprocessen C. de aanwezigheid van een vacu ¨um destillatie eenheid en een katalytische kraker D. blanco
5. (2 punten) Een systeemdecompositie van een olieraffinaderij zal laten zien dat een raffina- derij bestaat uit de volgende typen systeemelementen:
A. opslag, destillatie, kraken, zwavelverwijdering, reforming, afmengen B. opslag, scheiding, conversie, reiniging, menging
C. scheiding, conversie, verbranding, reininging, menging D. blanco
6. (2 punten) De belangrijkste schadelijke emissie naar lucht van een olieraffinaderij is SO2. Deze uitstoot wordt beperkt door gebruik van hydro-desulphurisation. Dit proces heeft als doel
A. de zwavel uit te stoten als H2S
B. de zwavel los te maken uit de olie als H2S C. elementaire zwavel uit ruwe olie te produceren D. blanco
spm1530 Tentamen (vervolg) 5 juli 2012 7. (1 punt) In brede zin produceert de polymeerindustrie plastics, harsen, verven en lakken.
De directe toeleveranciers van de polymeerindustrie zijn:
A. de chemie en petrochemie
B. de aardolieraffinage en petrochemie C. de aardolieraffinage en chemie D. blanco
8. (1 punt) Monomeren zijn de bouwstenen van polymeren (kunststoffen, harsen, plastics).
De volgende stoffen zijn monomeren:
A. ethaan en propaan B. propeen en butadieen C. etheen en benzeen D. blanco
9. (1 punt) Vetten zijn, net als plastics, koolwaterstoffen. Het wordt vaak aangeraden om onverzadigde vetten te nuttigen, en verzadigde vetten te mijden. Verzadigde vetten on- derscheiden zich van onverzadigde vetten doordat verzadigde vetten...
A. ... niet zullen reageren met waterstof B. ... g´e´en ringstructuren bevatten C. ... meer koolstofmoleculen bevatten D. blanco
10. (1 punt) De volgende structuurformule met een dubbele binding is juist:
A. H3C CH3
B. H H
C. O O
D. blanco
11. (2 punten) De juiste structuurformule van 1,2-dibroom-etheen is
A. C
Br H
H C Br
H C H
H H
B. C
Br
H
C Br
H
C. C
Br
H
C Br
C H
H H
D. blanco
pag. 3 van 12
12. (2 punten) Palmitole¨ınezuur is een enkelvoudig onverzadigd vetzuur met zestien koolstofato- men in een onvertakte keten en is een veel voorkomend onderdeel van de vetten in menselijk en dierlijk vetweefsel. Het komt voor in alle weefsels maar komt voor in hogere concen- traties in de lever. Het wordt gesynthetiseerd uit palmzuur door het enzym δ-9-desaturase.
De volgende uitspraak over de structuurformule van dit zuur is juist:
A. De naamgeving ’zuur’ duidt op een COH uitgang in de structuurformule
B. Op basis van de beschrijving is het niet gedefini¨eerd waar de dubbele bind- ing(en) zich bevinden
C. Zuren bevatten per definitie dubbele bindingen tussen C-atomen D. blanco
13. (3 punten) Vaak wordt bij de weergave van koolwaterstoffen de waterstofatomen weggelaten omdat dat eenduidig is te doen. De molmassa van C C C C C C, waarin dit is gedaan, is:
A. 126,4 [gram/mol]
B. 84,16 [gram/mol]
C. 82,14 [gram/mol]
D. blanco
14. (2 punten) De volgende uitspraak over zuren is juist:
A. All´e´en koolwaterstoffen met een ‘zuur-uitgang’ verlagen de pH B. Zwaveligzuur is een sterker zuur dan zwavelzuur
C. Door bufferwerking kan het probleem van zure depositie lang onopgemerkt blijven
D. blanco
15. (2 punten) De volgende uitspraak over zuren is juist:
A. Het oplossen in water van een zwak zuur kun je beschrijven met een even- wichtsreactie
B. Een oplossing met een pH van 2 is twee keer zo zuur als een oplossing met pH 4 C. De pH is niet afhankelijk van de concentratie OH−
D. blanco
16. (2 punten) Zoutzuur, een sterk zuur, lost op in 800 [mL] water. De pH is 2,31. De volgende uitspraak is juist:
A. De Kavoor zoutzuur is relatief klein.
B. De hoeveelheid zoutzuur kan worden berekend.
C. Als de oplossing wordt aangelengd met water dan gaat de pH verder omlaag.
D. blanco
spm1530 Tentamen (vervolg) 5 juli 2012 17. (3 punten) 2,3 [mg] salpeterzuur (HNO3), een sterk zuur, lost op in 500 [mL] water. Welke
uitspraak is juist?
A. de pH is 4,14 B. de pH is 1,14
C. Met deze gegevens is de pH niet te bepalen D. blanco
18. (2 punten) Pyridine, ook wel azabenzeen genoemd, is herkenbaar aan een zeer sterkte geur, het komt voor in tal van voedingsmiddelen, tabak en essenti¨ele oli¨en. Het is schadelijk en kan duizeligheid, misselijkheid, slapeloosheid, oogirritatie en lever- en nierschade veroorza- ken. Pyridine is een aromatische verbinding met als formule C5H5N. Pyridine is ontvlam- baar en is een base. Welke uitspraak is niet juist?
A. Pyridine heeft een ringstructuur
B. Als pyridine verbrandt, ontstaan koolstofdioxide en water C. Pyridine reageert spontaan met water
D. blanco
19. (2 punten) Het Ozon Depletion Potential (ODP) is een maat voor de invloed die een stof, zoals CFK-13 of HFK-134, heeft op de afbraak van de ozonlaag wanneer ge¨emitteerd door de samenleving. Het ODP van stof S hangt niet samen met:
A. de oplosbaarheid van stof S in water B. de stabiliteit van stof S in de atmosfeer C. de reactiviteit van stof S met hydroxyl D. blanco
20. (2 punten) Het Ozon Depletion Potential (ODP) kan worden uitgedrukt als het aantal molen ozon afgebroken per mol van stof S. Voor chloor-fluor-koolwaterstoffen geldt dat het ODP:
A. kleiner is dan het aantal halogeenatomen per mol S B. gelijk is aan het aantal halogeenatomen per mol S C. groter is dan het aantal halogeenatomen per mol S D. blanco
21. (2 punten) Zonlicht kan chloor-radicalen afsplitsen van CFK’s. Waarom zijn chloorrad- icalen zo gevaarlijk en reactief?
A. een chloorradicaal is een energierijke verbinding
B. een chloorradicaal vertegenwoordigt een sterk verhoogde energietoestand C. een chloorradicaal vertegenwoordigt een sterk verlaagde energietoestand D. blanco
pag. 5 van 12
Open vragen
22. (20 punten) Klimaatsysteem. Onderstaande figuur geeft een samenvatting voor beleids- makers van de thans beschikbare wetenschappelijke kennis van het versterkt broeikasef- fect. Uit de figuur blijkt dat het versterkt broeikaseffect volgens de laatste assessment van
Figure 2: Radiative Forcing
het IPCC heeft geleid tot een onbalans die is opgelopen tot ± 1.6 [W/m2].
(a) Het broeikaseffect is op hoofdlijnen te begrijpen met een energiebalans voor ’het sys- teem aarde’. Teken een correct systeemdiagram en leg daarmee kort uit hoe deze en- ergiebalans in elkaar zit.
Antwoord:
Zie figuur 1.3 uit het dictaat (blz. 7). In zonnestraling (deels gereflecteerd), uit warmtestraling. Als deze (gemiddeld) over de aarde gelijk zijn, dan is er ”‘ener- giebalans”’; is er minder uitstraling dan instraling, dan accumuleert de aarde en- ergie. LET OP: het gaat om zonnestraling, niet all´e´en UV-straling. UV, ultraviolet, is het meest energierijke deel van zonnestraling.
(b) De door de aarde geaccumuleerde energie komt vooral terecht in de oceanen, waar- door de waterkringloop cq. waterhuishouding wordt be¨ınvloedt. Benoem minstens
´e´en wereldwijd optredend effect ´en minstens ´e´en continentaal of regionaal effect van deze broeikas/waterkringloop koppeling.
spm1530 Tentamen (vervolg) 5 juli 2012
Antwoord:
Wereldwijd zal de intensiteit van deze kringloop toenemen, omdat er meer en- ergie in de oceanen zit die de kringloop ”‘aandrijft”’ - er zal per tijdseenheid meer water uit de oceanen verdampen, en gemiddeld meer neerslag vallen. De verdamping hangt ook samen met de temperatuur van het zeewater, die plaat- selijk weer samenhangt met de thermohaliene circulatie. Door de opname van energie in de oceanen neemt niet alleen de gemiddelde watertemperatuur en het volume toe, maar is er ook een kans dat de thermohaliene circulatie verandert.
Daarmee veranderen de plaatselijke zeewatertemperaturen en verdamping, waar- door continentale wind- en neerslagpatronen uiteindelijke kunnen veranderen.
Zoals uitgelegd in het dictaat zal de gemiddelde concentratie waterdamp in de atmosfeer niet of nauwelijks veranderen. Over wat er (kan) gebeuren met bewolk- ing, type wolken en neerslag is nog veel onbekend.
(c) De mate van broeikaswerking van een broeikasgas S wordt uitgedrukt in het ”‘Global- Warming-Potential”’-100, GWP-100. Leg uit hoe deze maat in elkaar zit.
Antwoord:
Het GWP wordt uitgedrukt ten op zichte van CO2, en geeft de broeikaswerking van ´e´en ton van stof S weer over een periode van 100 jaar. Zie dictaat blz. 20 en tabel 1.1 op blz. 21.
(d) Naast de stabiliteit van een stof S in de atmosfeer hangt het GWP-100 af van een ei- genschap van die stof S die in relatie staat tot het zgn. ”‘atmospheric window”’. Leg uit om welke eigenschap het gaat, en wat de relatie is met het atmospheric window.
Antwoord:
Het gaat om de bepalende eigenschap van broeikasgassen: hoeveel warmtestralinge (infrarood-straling) absorberen ze en bij welke golflengte (het absorptiespectrum van het broeikasgas). Het atmospheric window is het infrarood gebied waar bij de huidige samenstelling van de atmosfeer (met name H2O en CO2) warmtestraling (infrarood-straling) naar de ruimte kan ontsnappen. Als een broeikasgas juist in- frarood absorbeert in dit atmospheric window, dan zal het een hoge GWP hebben.
(e) Zwaveldioxide, SO2, is g´e´en broeikasgas, maar SO2-uitstoot heeft door depositie van uiteindelijk zure regen wel degelijk een effect op de broeikaswerking van de atmosfeer.
Leg kort uit.
Antwoord:
Zoals beschreven in het hoofdstuk water is de humane SO2-uitstoot 3x groter dan de natuurlijke SO2-uitstoot. Wereldwijd leidt dit tot depositie van sulfaten, die een zuurstofbron vormen voor ana¨erobe afbraak van organisch materiaal in/op waterbodems. Dit leidt tot uitstoot van CO2. Zie dictaat, §3.8.4 Zwavelcyclus, blz.
33. Vergeleken met de totale uitstoot van CO2 is dit effect overigens klein, maar naast CO2zal ook methaan worden uitgestoten bij onvolledige ana¨erobe afbraak.
Zure regen tast ecosystemen aan – in het ongunstigste geval kunnen bossen afster- ven. In door zure regen aangetaste gebieden kan daardoor op termijn de vegetatie veranderen zodat de hoeveelheid daarin vastgelegde koolstof vermindert.
pag. 7 van 12
(f) Beschrijf twee stabiliserende en twee destabiliserende koppelingen in het klimaatsys- teem, en geef aan welke voordelen respectievelijk problemen deze opleveren.
Antwoord:
Stabiliserende koppelingen:
– woestijnkoppeling: positieve Radiative Forcing (RF) leidt tot extra woestijn- vorming, waardoor de albedo van de aarde groter wordt, waarmee de RF zal afne- men.
– biosfeerkoppeling: als de CO2-concentratie toeneemt, zal de groei van biomassa toenemen. Ook zal bij gematigde temperatuurstijging de groei van biomassa ver- snellen. Als de biomassa opstand vergroot, zal daardoor minder CO2in de atmos- feer achterblijven.
– verwering van silicaat: met dit proces verdwijnt CO2 uit de atmosfeer. Als de temperatuur oploopt, verloopt de verwering sneller.
Destabiliserende koppeling:
– IJs-Albedo koppeling: Als het zeeijs smelt, neemt de albedo af. Daarmee zal de RF toenemen, en ook de temperatuur, en zeeijs verder smelten.
– Permafrost: Als bevroren toendra opwarmt cq. smelt dan komt er heel veel or- ganisch materiaal bloot te staan aan de lucht, waardoor dit kan worden afgebroken.
(On)volledig oxidatie (a¨erobe en ana¨erobe afbraak leidt tot grote uitstoot van CO2 en CH4, waardoor broeikaseffect verder versterkt wordt, waardoor in nog groter gebied Permafrost zal smelten.
– Nota Bene - vulkaanuitbarstingen hebben wel invloed, maar zijn geen koppeling, immers, broeikaswerking heeft geen invloed op de mate van vulkaanuitbarstin- gen! – Zoals beschreven in het dictaat bestaat er een koppeling in het klimaatsys- teem die de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer min of meer constant houdt, juist als er door het (versterkt) broeikaseffect meer water uit de oceanen verdampt.
23. (10 punten) Hieronder staat een kopie van de illustratie van “The worlds fresh water sup- ply” (Environmental Science Figure 11-2).
Figure 3: Zoet water - overzicht wereld
Bovenstaande figuur zijn de voorraden aanwezig in de de grote waterkringloop.De totale hoeveelheid water die jaarlijks circuleert in de grote waterkringloop wordt geschat op 40.000 [km3]. Deze hoeveelheid is ongeveer een factor 10-20 groter dan wat de mensheid
spm1530 Tentamen (vervolg) 5 juli 2012 jaarlijks nodig heeft. In veel landen is er echter watertekort, en ook in Nederland is de hoeveelheid zoet water begrensd.
(a) Beschrijf de grote waterkringloop kort (±3 zinnen).
Antwoord:
Verdamping uit oceanen, evapotranspiratie door planten op land, wolkvorming, re- gen; op land stroomt het water via rivieren en grondwater terug naar oceanen.
(b) Leg op basis van een korte systeemanalyse en argumentatie uit waarom wereldwijd zoetwater tekort een feit is cq. op veel plaatsen dreigt te ontstaan.
Antwoord:
De totale, gemiddelde run-off in het systeem ”‘grote waterkringloop”’ is 40.000 [km3]. Het aanbod beschikbaar voor gebruik is veel kleiner, immers (1) een groot deel daarvan valt echter tijdens neerslag pieken (of smeltwaterpieken), zodat we het ongebruikt naar zee moeten laten stromen (2) tevens valt cq. stroomt een groot deel in onbewoonde gebieden en (3) een flink deel is door vervuiling ongeschikt.
De vraag ten slotte neemt met I=P*A*T sterk toe; irrigatie t.b.v. landbouw heeft een groot aandeel, gevolgd door onttrekking door de industrie, met drinkwater als goede derde. Met name industrie veroorzaakt een groot indirecte watergebruik.
Met de regionale verschillen in klimaat etc. zijn er veel gebieden waar de vraag het aanbod overschrijdt en water dus schaars is.
(c) Waarom is de onttrekking van grondwater eerder deel van het probleem dan van de oplossing?
Antwoord:
In een aantal gebieden op aarde zijn grote bevolkingscentra tot bloei gekomen doordat landbouw mogelijk werd na ontdekking van grote voorraden grondwater (meestal al in de 19eeeuw). De onttrekking van deze systemen is daardoor al soms tientallen jaren veel kleiner dan de recharge, zodat een aantal van deze aquifer systemen uitgeput dreigt te raken, met acute regionale waterschaarste tot gevolg (d) Beschouw kort het Nederlandse watersysteem en leg uit welke knelpunten er zijn in
de Nederlandse zoetwatervoorziening Antwoord:
Nederland kent een relatief grote hoeveelheid jaarlijkse neerslag en is de delta van twee grote rivieren, de Rijn en de Maas. Echter, vooral in de zomer is er neerslagtekort, en is het debiet van de rivieren laag. De hoeveelheid water die dan uit het Ijsselmeer en Zeeuwse wateren kan worden betrokken is in hete zomers soms nog maar net voldoende voor met name de (intensieve) land- en tuinbouw en binnenlandse elektriciteitscentrales. De zoetwatervoorziening staat verder onder druk door waterverontreiniging en (aan de Noordzeekust en monding rivieren) zoute kwel, die het water ongeschikt maakt voor direct gebruik in de land- en tuinbouw. Voedingsmiddelen- en dranken industrie gebruikt vanwege kwaliteit veelal grondwater, maar op steeds meer locaties bevat dit ook vervuilende stof- fen. Overmatige onttrekking door de industrie leidt tot uitputting en overmatige
pag. 9 van 12
daling van de grondwaterstand. Naar verhouding is de hoeveelheid drinkwater beperkt, maar ook daar staat de waterkwaliteit bij de innamepunten (Rijn, Maas) soms drinkwaterproductie in de weg, en zijn diffuse verontreinigingen een punt van zorg.
(e) Welke oplossingenrichtingen zijn volgens u kansrijk voor Nederland? Beargumenteer.
Antwoord:
In het algemeen kunnen we zuiniger en effectiever met water omgaan, dienen we te investeren in verdere (seizoens) opslag en waar mogelijk (industrieel) grondwa- tergebruik te vervangen door oppervlaktewatergebruik. Diffuse verontreiniging door de land- en tuinbouw dient te worden teruggedrongen en voorkomen. In- dustrieel en stedelijk afvalwater moet (verder) worden gezuiverd. Ook is te over- wegen de grondwaterstand waar mogelijk te verhogen, en verharding terug te dringen, zodat de recharge toeneemt. Omdat Nederland “het afvoerputje” van NW-Europa is, zijn afsraken met landen stroomopwaarts onontbeerlijk - over wa- teronttrekking, over lozingen en voorkomen van vervuiling.
24. (20 punten) Industrieel en stedelijk afvalwater Een industri¨ele afvalwaterzuiveringsin- stallatie (I-AWZI) van een fabriek voor het schoonmaakmiddel WC-eend verwerkt 1000 [m3] industrieel afvalwater per dag dat als verontreiniging all´e´en 2 [gew.%] mierezuur (HCOOH) bevat. Het verwijderings rendement op BOD van de installatie is 90%. De bio- technoloog verantwoordelijk voor de I-AWZI schat dat de micro-organismen in de install- atie gemiddeld 50% van de mierezuur-input nodig hebben om in leven te blijven.
(a) Afwaterzuiveringsinstallaties spelen een belangrijke rol in het beheer van de opper- vlaktewaterkwaliteit. Geef kort aan welke typen waterkwaliteit beschermd worden door stedelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties (rioolwaterzuiveringsinstallaties, RWZI’s of R-AWZI’s).
Antwoord:
Fysische aspecten (o.a. zand), Biologische aspecten (Biologisch afbreekbare stof- fen) en Chemische aspecten (afbraken schadelijke organisch-chemische stoffen).
(b) BOD is een afkorting van Biological Oxygen Demand. (i) Leg uit voor welke grootheid een indicator waarde wordt bepaald als de BOD van afvalwater wordt gemeten? (ii) In welke eenheid wordt de BOD uitgedrukt?
Antwoord:
BOD is een maat voor de hoeveelheid zuurstof nodig om het organisch materiaal (koolwaterstoffen) in het water volledig af te breken tot CO2 en H2O. Ze wordt uitgedrukt in [mg/L].
(c) De capaciteit van stedelijk afvalwaterzuiveringsinstallaties wordt uitgedrukt in [v.e.]’s.
Waarvoor staat deze afkorting, en waarom is deze niet direct toepasselijk op de bes- chreven industri¨ele AWZI?
spm1530 Tentamen (vervolg) 5 juli 2012
Antwoord:
Vervuilingseenheden. Een v.e. is gelijk aan de hoeveelheid vuillast die een persoon jaarlijks op het riool brengt. Het is dus vooral een maat gebruikt om stedelijk afvalwaterzuiveringsinstallaties (R-AWZI’s) te kunnen ontwerpen.
(d) Schrijf de afbraakreactie van mierezuur in de beschreven installatie uit Antwoord:
HCOOH +1
2O2→ CO2+ H2O
(e) Teken een principe schema van deze industri¨ele afvalwaterzuiveringsinstallatie (dus niet van een standaard AWZI !!)
Figure 4: Systeemdiagram Mierezuur AWZI (f) Bereken de BOD van de industri¨ele afvalwaterzuiveringsinstallatie
Antwoord:
Uit de reactie vergelijking zien we dat per mol mierezuur een half mol zuurstof nodig is. Het molgewicht van mierezuur is 46 [g/mol], dat van zuurstof 32 [g/mol].
Het afvalwater bevat 2 gew.% mierezuur, dus 2 [g/L]. De BOD is dus 1
2×32[g/mol]
46[g/mol]× 2000 [mg/L] = 659, 7 [mg/L]
(g) Maak een schatting van de hoeveelheid afvalzuiveringsslib (als droge stof) die de in- stallatie produceert.
Antwoord:
De micro-organismen gebruiken de helft van het omgezette mierezuur om hun biomassa op te bouwen, de andere helft om in leven te blijven. De pseudo-reactie is: HCOOH → CH2O +1
2O2
Per dag verwerkt de installatie water met daarin 20 [ton] mierezuur (1.000.000 [kg] * 0,02). Op BOD wordt 90% omgezet. We nemen aan dat dit zich vertaald naar 90% omzetting van mierezuur, waarvan de helft leidt tot biomassa volgens
pag. 11 van 12
de gegeven reactie. De input van mierezuur is dus 18 [ton/dag], en de output aan biomassa (droge stof) 6 [ton/dag] – Het pseudo-molgewicht van biomassa 30 [g/mol] gedeeld door dat van mierzuur 46 [g/mol] gedeeld door twee. Omdat het drogestofgehalte van zuiveringsslib maximaal zo’n 35% ontstaat dus ongeveer ook 20 [ton/dag] zuiveringsslib.
Opmerking: bij deze hoeveelheid mierezuur verdient het natuurlijk aanbeveling te gaan nadenken over een andere oplossing dan verwerken in een I-AWZI!
25. (10 punten (bonus)) In het college zijn ”‘water, industrie en klimaat”’ besproken. In de me- dia wijzen vele organisaties en experts op een nakende, wereldwijde, gekoppelde “water-, klimaat- en (energie)grondstoffencrisis”. Analyseer en geef kort uw visie op de ontwikkel- ing van de energievoorziening in relatie tot klimaatverandering en duurzame ontwikkeling in de 21eeeuw.
Antwoord:
Voor de bonusvraag is bewust geen oplossing opgenomen in deze uitwerking.
– – – Einde van de vragen – – –
