Extrem sauber gelöst

"Mit der Entwicklung der Bayer-Turmbiologie© und deren Inbetriebnahme im Jahr 1980 beschritt Bayer neue Wege in der Reinigung industrieller Abwässer", betonte Dr. Walter Leidinger, Leiter der BIS-Umweltdienste während des Symposiums "Extrem sauber gelöst - Meilensteine der industriellen Abwasserreinigung" im Bayer-Entsorgungszentrum in Bürrig. Die revolutionäre Turmbauweise, die patentierte Düsentechnologie sowie eine neu entwickelte Abluftverbrennung bildeten den Anfang einer Reihe technischer Entwicklungsschritte. Noch heute ist der Bereich "Umweltdienste" von Bayer Industry Services (BIS) ein Innovationsmotor.

Grund genug für die Internationale Fachmesse für Abfallwirtschaft und Umwelttechnik - "Entsorga-Enteco 2006" - eng mit BIS zu kooperieren. So sollen bis zur Messe, die vom 24. bis 27. Oktober 2006 in Köln stattfindet, neue Trends der Entsorgungsbranche gegenüber einer breiten Fachöffentlichkeit kommuniziert werden.

Die Erfolge der BIS-Umweltdienste bei der Reinigung industrieller Abwässer sind der Ausgangspunkt für die Vorstellung neuer, innovativer Prozesse. So konnte im Bayer Chemiepark Leverkusen im Vergleich zu 1980 die Entfernung organischer Fracht aus den Abwässern gemessen in Chemischem Sauerstoffbedarf (CSB) von 65 auf über 92 Prozent gesteigert werden.

Für Phosphate wurde ein Fällverfahren eingeführt und so optimiert, dass von ca. 2.000 kg Phosphat, die als Bestandteil chemischer Verbindungen täglich in die Kläranlage eingetragen werden, schließlich nur noch 60 kg pro Tag über den Auslauf in den Rhein gelangen.

Abwassermanagement sichert Entsorgung im Bayer Chemiepark
Durch dezentrale Maßnahmen in den Betrieben und ein umfassendes Abwassermanagement im Chemiepark gelang es in den 1990er Jahren, die Abwasserqualitäten deutlich zu verbessern. Auf dieser Basis konnte ein weiteres biologisches Klärverfahren in der Turmbiologie zur Anwendung kommen: Spezielle Bakterien wandeln Ammonium zunächst in Nitrat und anschließend in unbelüfteten Bereichen in elementaren Stickstoff um. Dieser Prozess erlaubt es, jährlich über 800 Tonnen Stickstoff zusätzlich aus dem Abwasser des Leverkusener Chemieparks zu klären.

Anorganische Stickstoffverbindungen sowie Phosphate müssen aus den Abwässern entfernt werden, weil zu hohe Konzentrationen ein übermäßiges Algenwachstum in Flüssen und Seen fördern. Für kommunale Kläranlagen funktionierte die biologische Stickstoffelimination schon seit Jahren problemlos. Für die chemische Industrie stellte dieses Verfahren jedoch eine Herausforderung dar. Chemisch belastete Abwässer boten Stickstoff abbauenden Bakterien keine Lebensgrundlage, wodurch es nahezu unmöglich schien, Chemieabwässer biologisch von Stickstofffrachten zu befreien. Bayer öffnete hier ein neues Kapitel in der Entsorgung chemiebelasteter Abwässer.

Die Geschichte der Stickstoffelimination zeigt deutlich, dass die Kläranlage eines Chemieparks nur in sinnvoller Verknüpfung mit Umweltschutzmaßnahmen an den Produktionsstätten betrieben werden kann. Diese sind direkt dem Betrieb nachgelagert oder sie sind in den Betrieb integriert, wo sie die Abwasserfracht und bakterientoxische Inhaltsstoffe verringern. Die Umweltexperten von Bayer Industry Services überwachen im Bayer Chemiepark die Abwasserströme aller Betriebe. Ihre Kenntnisse über die Volumina und Inhaltsstoffe ist eine wichtige Voraussetzung, die Klärfähigkeit der Anlage zu erhalten und die Entsorgung im Bayer Chemiepark zu sichern.

Mit Forschungsprojekten zu einer effizienteren Klärleistung
Die Zukunft der Abwasserreinigung des Chemieparks beruht - wie schon in der Vergangenheit - auf drei Säulen: der ständigen Effizienzsteigerung der Entsorgungsanlagen, dem integrierten und dezentralen Umweltschutz in den Betrieben und einem umfassenden Abwassermanagement.

Die Effizienzsteigerung der Kläranlage geschieht laufend in vielen kleinen Schritten. So konnten beispielsweise durch eine bessere Nutzung der Längsklärbecken die 25 Meter hohen Dortmundbrunnen in geringerem Maße beschickt werden. In der Folge bedarf es weniger Energie für das Hochpumpen klärschlammhaltiger Abwässer. In den Türmen werden heute die biologischen Reinigungsprozesse bei verbesserter Klärleistung mit optimiertem Luftsauerstoffeintrag aufrechterhalten. Auch diese technische Verbesserung spart Strom für die Pumpen sowie Gas, da weniger Abluft verbrannt werden muss. Allein diese beiden Maßnahmen reduzieren die Betriebskosten um mehrere hunderttausend Euro jährlich.

In Kooperation mit der Fachhochschule Köln entwickelt BIS ein selbstlernendes, intelligentes Steuerungssystem für einzelne Klärprozesse. Für Abwasserströme, die aufgrund der bakterientoxischen Belastung nicht biologisch gereinigt werden können, forschen die BIS-Umweltdienste nach Möglichkeiten elektrochemischer Vorbehandlung. In Kooperation mit dem Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft an der RWTH Aachen (FIW) soll ein Verfahren zur oxidativen Spaltung biologisch schwer abbaubarer Moleküle entwickelt werden. Damit könnte die bislang kostenintensive Abwasserverbrennung durch die preiswertere Vorbehandlung und biologische Klärung ersetzt werden.

Auch die abgepresste Klärschlamm-Menge von bis zu 75.000 Tonnen pro Jahr soll durch oxidative Verfahren reduziert werden. In welchem wirtschaftlich sinnvollen Umfang die Schlämme verringert werden können, wird zurzeit in Labor- und Technikumsversuchen geprüft.