Stundentafel und Stoffpläne Umweltschutztechnik/Wasserver- und -entsorgungstechnik

	Vollzeit	Teilzeit
Unterrichtsstunden pro Woche	34	15

Unterrichtsstunden gesamt
Fachübergreifender Lernbereich	Vollzeit	Teilzeit
Betriebliche Kommunikation/Deutsch	80	80
Technisches Englisch	80	80
Rechtskunde/Umweltrecht	80	80
Betriebswirtschaftslehre	80	40
Grundlagen der Informatik	80	80
Mathematik	260	220
Technische Kommunikation	40	40
Allg. u. Anorg. Chemie	160	160
Organische Chemie	80	40
Thermodynamik	100	100
Messtechnik	80	60
Steuerungs- und Regeltechnik	40	40
Elektrotechnik	120	100
Werkstoffkunde	80	60
Mikrobiologie	120	120
Ökologie	40	40

Fachbezogener Lernbereich	Vollzeit	Teilzeit
Apparate- und Anlagentechnik	160	120
Verfahrenstechnik	240	200
Kreislaufwirtschaft	80	120
Wassertechnik	160	120
Abwassertechnik	120	100
Luftreinhaltung	40	80
Wassertechnisches Labor	280	220
Projektarbeit	120	60

Betriebliche Kommunikation/Deutsch

Mündliche und schriftliche Berichte: Technische Funktionsabläufe, Beschreibung des Arbeitsplatzes, Bedienungsanleitung, Protokoll u. a.; Darstellung von Diskussionsergebnissen mit der Metaplantechnik; Plan- und Rollenspiele, z. B. Bewerbertraining; Referattechnik, Gesprächsführung (Argumentationstechnik); sprachliche Strukturen und Normen: Rechtschreibung, Zeichensetzung, Grammatik.

Technisches Englisch

Grammatische Grundstrukturen der englischen Sprache: Aufbau von Grundwortschatz und fachrichtungsgebundenem technischem Wortschatz; Training von Hör- und Leseverständnis, von Sprechen und Schreiben in den Themenbereichen:

everyday life (school education, job training);
electrical engineering (el. Terminology, electronic devices);
dato processing (hard-, Software, programming languages);
mechanical engineering (workshop equipment, tools, engines);
civil engeneering (building technics);
heating, chemistry an enviromental protection (lab equipment, pollution).

Rechtskunde

Umweltverfassungsrecht, Umweltverwaltungsrecht, Umweltverträglichkeitsprüfung, Umwelthaftungsrecht, internationales und europäisches Umweltrecht, Gewässerschutzrecht, Gefahrstoffrecht, Kreislaufwirtschaft-Abfallrecht, Immissionsschutzrecht, Bodenschutzrecht.

Betriebswirtschaftslehre

Volkswirtschaftliche Grundlagen:
Marktmechanismus, Wirtschaftskreislauf, volkswirtschaftliche Gesamtrechnung und Produktionsfaktoren, Investitionen, Strukturwandel, Subventionen, Konjunktur, Inflation, staatliche Wirtschaftspolitik, Bundesbank, Außenhandel, Wechselkurse, Bankwesen, Börse.

Allgemeine Betriebswirtschaftslehre:
Unternehmensarten und Gründungsprobleme, Rechtsformen der Unternehmen, Kapitalquellen, Finanzierungsformen, Bilanz, Grundfunktionen des Betriebes, Aufbauorganisation.

Ablauforganisation und Kostenrechnung:
Fertigungsorganisation, Fertigungstypen, Arbeits- und Fristenplan, Aufbau und Aufgaben des betrieblichen Rechnungswesens, Kostenarten-, Kostenstellenrechnung und Betriebsabrechnungsbogen, Kostenträger-, Deckungsbeitrags-, Gewinn- und Verlustrechnung

Grundlagen der Informatik

Entwicklungsgeschichtlicher Überblick, Einsatzmöglichkeiten von Rechnern, Definition von Grundbegriffen, Codierung von Informationen, Aufbau einer Rechenanlage, interne und externe Speicher, Eingabe- und Ausgabesysteme, Schnittstellen zur Datenübertragung.

Daten, Dateien, Programme, Betriebssystem Windows, Desktop, Fensterelemente, Hilfesystem, Explorer, ScanDisc, Dateioperation (kopieren, verschieben, löschen, suchen, drucken, Verknüpfungen erstellen).

Textverarbeitung mit MS Word, Leistungsmerkmale von Textverarbeitungssystemen, Word-Fensterelemente, Texte eingeben, editieren, speichern und drucken, Texte formatieren (Zeichen-, Absatz- und Seitenformatierung), Silbentrennung, Kopf- und Fußzeilen, Grafiken und Formeln einbinden.

Tabellenkalkulation mit MS Excel, Leistungsmerkmale von Tabellenkalkulationen, Excel-Fensterelemente.

Grundlegende Zellbearbeitung: Zellformate, Zellbezüge, Inhalte kopieren und verschieben, automatisches Ausfüllen. Hilfesystem, Formeln und Funktionen, Diagramme.

Power Point: Erstellen von Präsentationen. Foliengestaltung und Präsentationstechniken.

Mathematik

Wiederholung des Rechnens mit bestimmten Zahlen für Anwendungsfächer. Rechenoperationen 1., 2. und 3. Stufe bis zu Logarithmen incl. Bruchrechnung.

Arbeiten mit Klammern, lineare Gleichungen mit einer Unbekannten bis zu Wurzel- und Exponentialgleichungen, entsprechende Formelumstellungen.

Lösung von linearen Gleichungssystemen mit 2 Unbekannten, Lösung von gemischt-quadratischen und speziellen nichtlinearen Gleichungen mit einer Variablen.

Geometrie: Grundkonstruktionen, Symmetrien, Winkelarten und -messung. Kongruenzbegriff, besondere Linien am Dreieck Lehrsätze am rechtwinkligen Dreieck, Strahlensätze, Ähnlichkeit, Vierecke, Kreis, Winkelfunktionen am Einheitskreis, Cosinus- und Sinussatz, Planimetrie und Stereometrie, Guldinsche Regel.

Reelle Funktionen: Lineare und gemischt-quadratische Funktionen in allgemeiner und in Normalform, Exponentialfunktionen, Nomographie mit logarithmischen Teilungen, Berechnung von Stützpunkten und Konturen im rechtwinkligen Koordinatensystem. Arithmetische, geometrische Folgen und Reihen, Zinseszins- und Rentenrechnung.

Differentialrechnung: Differenzen- und Differentialquotient, Differential, Ableitungsregeln, Kurvendiskussion, angewandte Extremwertaufgaben, Näherungsverfahren.

Integralrechnung: Unbestimmtes Integral, Grundintegrale, Integrationsregeln, bestimmtes Integral zur Flächen- und Volumenrechnung.

Technische Kommunikation

Zeichentechnische Grundlagen, Technische Normung, Projektionsarten, Schrägschnitte an Grundkörpern, Darstellung von prismatischen, zylindrischen und kegeligen Grundkörpern in 3 Ansichten und Abwicklung der zugehörigen Oberflächen, Kurvenkonstruktionen.

Darstellung von konkreten Bauteilen der Gerätetechnik in 3 Ansichten, Schnittdarstellungen, Voll-, Halb- und Teilschnitte, Bemaßung von technischen Zeichnungen.

Einführung in das computergstützte Zeichnen (CAD)

Allgemeine und Anorganische Chemie

Atombau, Periodensystem der Elemente und chemische Formelsprache; Chemische Bindung; Gleichgewichtsreaktionen; Säure-Base-Reaktionen, Redoxreaktionen, Fällungs-und Lösereaktionen und deren Bedeutung in Technik und Umweltschutz; Eigenschaften, Verwendung und Wirkung spezieller umweltrelevanter Verbindungen; Ausgewählte Methoden der chemischen und instrumentellen Analytik

Organische Chemie

Kohlenstoff und seine besondere Bedeutung, Stoffklassen und ihre umweltrelevanten Eigenschaften: Mischbarkeit, Brennbarkeit, Toxizität etc.

Kohlenwasserstoffe, Aliphaten und Aromaten, Schadstoffklassen, MKW, BTX, PAK. Halogenkohlenwasserstoffe, allgemeine Struktur, Eigenschaften, Beispiele, LHKW, FCKW, PCB, Stickstoffverbindungen, Amine, Nitroverbindungen, N-Heterocyclen, Sauerstoffverbindungen, Alkohole, Ether, Phenole, Carbonylverbindungen, Aldehyde und Ketone, Carbonsäuren und ihre Derivate sowie Substitutionsprodukte: Fettsäuren, Ester und Fette, Säureamide, Aminosäuren; Naturstoffe und ihre Bedeutung.

Mikrobiologie

Biologische Untersuchungsmethoden, Ordnungsprinzipien.

Struktur und Eigenschaften von Biomolekülen: Kohlehydrate, Proteine, Lipide, Nukleinsäuren.

Morphologie und Zytologie von Bakterien, Pilzen und Hefen, Aufbau und Wirkungsweise von Viren, Ernährung, Wachstum, Metabolismus von Mikroorganismen.

Praktische Übungen: Impftechniken, Desinfektions- und Sterilisationsmethoden, Mikroskopie und Färbetechnik.

Ökologie

Grundbegriffe, Struktur und Funktion von Ökosystemen, Nahrungsbeziehungen, Energiefluss, Stoffkreisläufe, ökologisches Gleichgewicht, Klimasphäre, angewandte Ökologie, ausgewählte Ökosysteme, Naturschutz.

Thermodynamik

Grundgrößen der Energie und des Stoffumsatzes; ideale und reale Gase sowie Gasmischungen.

Kalorik für feste, flüssige und gasförmige Stoffe;

1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik; Kreisprozesse; Wirkungsweise und Verluste von Dampfkraftanlagen;

Kälteanlagen und Wärmepumpen; Solarthermie und Geothermie

Reaktionswärmen und Treibkraft von Reaktionen.

Messtechnik

Grundlagen der Betriebsmesstechnik: Grundbegriffe, Einsatzmöglichkeiten und Messfehler bei: Temperatur-, Druck-, Füllstands- und Durchflussmessung

Bestimmung von Stoffeigenschaften wie Dichte, Viskosität und Feuchte.

Elektrotechnik

Unverzweigter Gleichstromkreis: Ohmsches Gesetz, lineare und nichtlineare Widerstände.

Berechnung elektrischer Leistungen; Spannungsfall, Belastbarkeit.

Arbeits-, Energie- und Leistungsermittlung im Gleichstromkreis: Nenn- und Betriebsgrößen.

Verzweigter Gleichstromkreis: Kirchhoffsche Gesetze, Ersatzwiderstandsberechnung.

Elektrisches Feld: Ursache, Wirkung, Arbeit und Energie, Kondensatoren, Dielektrikum.

Magnetisches Feld: ruhend und veränderlich; elektromagnetisches Feld; magnetische Kreise.

Wechselstromkreis: Zeigerdarstellung sinusförmiger Wechselgrößen; Wirk-, Blind-, Scheinwiderstand bzw. -leistung; 3-Phasen-Wechselstrom; Dreieck- und Sternschaltung. Gleich-, All- und Wechselstrommotoren. Schutzmaßnahmen nach VDE.

Grundlagen der Photovoltaik

Werkstoffkunde

Allgemeine Metallkunde: Eigenschaften und Aufbau der Metalle, Werkstoffbezeichnungen nach DIN, Verformung, Verfestigung, Rekristallisation. Legierungsbildung.

Metallische Stoffe: Eisen und Stahl, Nichteisenmetalle.

Organische Werkstoffe: Struktur und Eigenschaften organischer Verbindungen, Kunststoffe, Plastomere, Duromeren, Elastomere.

Keramikwerkstoffe: Keramikarten und Glas; Verbundwerkstoffe.

Korrosion: Erscheinungsformen der Korrosion, Korrosionsschutz.

Werkstoffprüfung: Physikalische und chemische Prüfverfahren.

Steuerungs- und Regelungstechnik

Die Größen des Regelkreises, Darstellung von Regelkreisen, Darstellung von MSR-Einrichtungen; Zeitverhalten und Kenngrößen von Regelstrecken ohne Ausgleich (I) und mit Ausgleich (PT1 , PT2 , PTn , PTt); Sinnvolle Stellglieder; Zeitverhalten, Kenngrößen und Einsatzgebiete von stetigen Regeleinrichtungen (P , PI , PID); Anforderungen von Regelkreisen, Bestimmung der entsprechenden Regelparameter; Verhalten und Optimierung von Regelkreisen mit stetigen und unstetigen Reglern; Technische Ausführungen von Steuerungen und Grundlagen der Signalverarbeitung

Apparate und Anlagentechnik

Basierend auf dem Fach Verfahrenstechnik werden die wichtigsten Apparate für umwelttechnische Anlagen:

Rohrleitungen und Behälter
Pumpen und Verdichter
Wärmeübertrager
Apparate mit Schüttung, Packung, Wirbelschicht
Reaktoren

und die dazugehörigen Maschinenelemente in ihrer Funktion und ihrem Zusammenwirken behandelt.

Ausgewählte Themen zur Anlagengestaltung:

Anlagensicherheit
Zuverlässigkeit.

Verfahrenstechnik

Grundlagen: Bilanzierung verfahrenstechnischer Prozesse, Strömungslehre, Wärmeübertragung

Grundoperationen zur Aufbereitung von Feststoffen: Kennzeichnung, Mischen, Trennen, Zerkleinern, Agglomerieren

Mechanische Stoffvereinigung in Flüssigkeiten: Homogenisieren, Suspendieren, Emulgieren, Begasen

Mechanische und thermische Stofftrennverfahren: Sedimentieren, Filtrieren, Zentrifugieren, Trocknung, Destillieren

Kreislaufwirtschaft

Nachhaltigkeit in der Abfallwirtschaft, Abfallrecht, Abfallparameter, Aufbereitungsaggregate, Recycling von Verpackungsmaterialien und komplexen Abfällen, Kompostierung und Vergärung von Abfällen, energetische Nutzung von Abfällen, Thermische Verfahren der Abfallbehandlung und –verwertung, Deponierung und Altlastensanierungsverfahren, Abfalllogistik, Abfallwirtschaftskonzepte, Umsetzung abfallwirtschaftlicher Belange im Betrieb

Wassertechnik

Ausgehend von den natürlichen Wasservorkommen wird deren technisch und ökologisch effiziente Aufbereitung zu Trinkwasser und den verschiedenen Betriebswasserarten nebst analytischer Qualitätskontrolle dargestellt. Mechanische Aufbereitungsschritte (Sedimentation, Filtration, Membrantrenntechniken), Wasserdesinfektion (Chlor, Ozon, UV-Oxidation).

Probleme des Brunnenbaus sowie Planung, Bau und Unterhalt von Rohrnetzsystemen werden behandelt.

Zur Bemessung der verschiedenen Prozessstufen der Wasserversorgung werden praxisnahe Dimensionierungsberechnungen durchgeführt.

Physikalisch-chemische Verfahren (lonenaustausch, Umkehrosmose und Elektrodialyse) schließen das Teilgebiet Wasserversorgung ab.

Abwassertechnik

Die aerobe und anaerobe Abwasseraufbereitung in Belebtschlammbecken und Faultürmen sowie die dezentrale Aufbereitung in Tropfkörper- und Pflanzenbeetanlagen werden behandelt.

Die biologische Leistungsfähigkeit (C-Quellenabbau, Nitrifikation, Denitrifikation und biologische Entphosphatierung) wird technisch analytisch bewertet.

Die Aufbereitung ausgewählter Betriebsabwässer wird behandelt.

Es werden praxisnahe Dimensionierungsberechnungen durchgeführt.

Luftreinhaltung

Rechtliche Grundlagen und Begriffe einschließlich Genehmigungsverfahren, Entstehung und Wirkungen von Luftverunreinigungen, Verfahren zur Emissionsminderung, Luftreinhaltepläne und Messung von gasförmigen Luftschadstoffen und Staub im Bereich Emission und Immission

Wassertechnisches Labor

Komplexlabor, in dem analytische, mikrobiologische, verfahrenstechnische und umwelttechnische Versuche durchgeführt werden.

Analytische Arbeitsmethoden: Qualitative Nachweisreaktionen, gravimetrische und volumetrische Bestimmungsmethoden, ausgewählte instrumentelle Verfahren.

Mikrobiologische Untersuchungen: Sterile Arbeits-, Impf- und Färbetechniken, Keimzahlbestimmungen, Mikroskopie, Wachstumskomplexversuch.

Verfahrenstechnische und umwelttechnische Versuche:

Sieben und Mahlen
Druckverlustbestimmung in Schüttelschichten
Filtrationstechniken
Sedimentation
Ab- und Adsorptionsmethoden
mechanische Wasseraufbereitung
Ionenaustauscher
technische Fällungen
Flockung

Projektarbeit

Fächerübergreifende praxisorientierte Arbeit mit konstruktiven, experimentellen oder analytischen Aufgabenschwerpunkten.

Ziel ist es, bei der Durchführung der Projektarbeit die Fähigkeit zu erwerben, ein fachliches Problem selbständig zu erkennen, praxisgerechte Lösungen zu entwickeln, diese zu dokumentieren und zu präsentieren.