WERKSKLÄRANLAGE
VERANTWORTUNG Titelseite oben Klares Wasser das ist das Ziel der Werkskläranlage. Titelseite unten Rund zwei Kilometer westlich vom Bayer Schering Pharma- Werksgelände liegt die Werkskläranlage Rutenbeck. groß Nur rund 2,5 Prozent der weltweiten Wasserbestände sind Süßwasser. rechts Sauberes Trinkwasser ist in vielen Ländern ein Luxusgut.
Ressourcen bewahren Lebenselixier Wasser Wasser ist Leben, diese Erkenntnis aus der Antike gilt auch heute und in Zukunft. Wasser hat eine globale ökologische, biologische und soziale Bedeutung. Wasser in Flüssen, Seen und Meeren ist ein wertvoller Lebensraum für unzählige Pflanzen und Tiere. Gleichzeitig ist Wasser aber auch das wichtigste soziale Gut. Es dient als Nahrungsmittel, Wirtschaftsgut und Produktionsfaktor. Ein paar einfache Zahlen verdeutlichen die Bedeutung von Wasser. Wasser ist rar: Nur rund 2,5 Prozent des weltweit vorhandenen Wassers sind Süßwasser; nur 0,3 Prozent sind als Trinkwasser geeignet. Mehr als eine Milliarde Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Nach Angaben der Vereinten Nationen sterben jedes Jahr rund vier Millionen Menschen an Krankheiten, die durch verschmutztes Trinkwasser verursacht werden. Im regenreichen Wuppertal gibt es solche Probleme zum Glück nicht. Dennoch liegt es in unser aller Verantwortung, das wichtige Gut Wasser jetzt und in Zukunft zu schützen. Wir von Bayer Schering Pharma wollen unseren Beitrag dazu leisten, sauberes Wasser für Mensch und Umwelt zu erhalten. Denn aktiver Umweltschutz ist ein wichtiges Unternehmensziel von Bayer. Die weltweiten Aktivitäten auf diesem Gebiet und weitere Nachhaltigkeitsprojekte werden im jährlichen Bayer-Nachhaltigkeitsbericht publiziert.
Werkskläranlage Rutenbeck Für saubere Gewässer Abwasserreinigung ist bereits seit den 50er Jahren des vergangenen Jahrhunderts ein Thema im Bayer-Stammwerk in Elberfeld. Seitdem hält das Unternehmen die Abwasserreinigung des Werks immer auf dem modernsten Stand der Technik. Angefangen hat alles mit einfachen Neutralisationsbehältern, um die Geruchsbelästigung für die Nachbarschaft zu verringern. Eine ständige Weiterentwicklung der Technik führte bereits Ende der Siebzigerjahre zu dem Bau einer modernen Abwasserreinigungsanlage. Dabei entschied man sich für eine ungewöhnliche Lösung: Da das Werk Elberfeld nicht genügend Raum für eine moderne Anlage bot, wurde diese in Wuppertal-Rutenbeck errichtet, circa zwei Kilometer Luftlinie vom westlichen Ende des Werksgeländes entfernt. Das Abwasser wird in einem unterirdischen Kanal im Wuppervorgelände vorbei am Stadion Zoo und dann quer durch den Boltenberg dorthin geleitet. Die Werkskläranlage macht sich das Prinzip der natürlichen Selbstreinigung von Gewässern zunutze: Bakterien und tierische Einzeller der sogenannte Belebtschlamm verarbeiten die organischen Inhaltsstoffe des Abwassers zu Kohlendioxid, Wasser und Biomasse. Die biologische Kläranlage reinigt das im Werk Elberfeld anfallende, klärbare organische Abwasser nach dem Prinzip des Reinsauerstoffverfahrens. Abwasser, das nicht klärfähige Inhaltsstoffe oder anorganische Salze enthält, wird auf separaten Wegen, zum Beispiel durch Verbrennung, entsorgt. Unsere Mitarbeiter sind täglich neu gefordert, die Kläranlage so zu optimieren, dass sie den wechselnden Anforderungen der Produktion gerecht wird und gleichzeitig alle gesetzlichen oder behördlichen Vorgaben erfüllt und oft sogar übertrifft.
KOMPETENZ groß Ein eingespieltes Team sorgt für den sicheren Betrieb der Kläranlage. links In einem unterirdischen Tunnel wird das Werksabwasser zur Kläranlage geleitet.
VORBEHANDLUNG groß In den riesigen Puffertanks wird das anfallende Abwasser gesammelt.
Grundlagen der biologischen Wasseraufbereitung Selbstreinigungskräfte der Natur Das anfallende Abwasser wird in riesigen Puffertanks gesammelt, durchmischt, analysiert und vorbehandelt, bevor es anschließend in mehreren Stufen biologisch gereinigt wird. Über eine Million Kubikmeter Abwasser aus Produktion und Entwicklung im Werk Elberfeld, einschließlich des Sanitär- und Oberflächenabwassers sowie des in der Werkskläranlage Rutenbeck selbst anfallenden Abwassers, werden durchschnittlich jedes Jahr in der Werkskläranlage gereinigt. Die täglichen Abwassermengen sowie der Grad der Verschmutzung können jedoch stark schwanken. Um eine konstante Belastung der Anlage und damit eine optimale Reinigung sicherzustellen, wird das Abwasser zuerst in zwei riesigen Puffertanks aufgefangen, durchmischt und analysiert. Die Puffertanks haben ein Volumen von je vier Millionen Litern, das entspricht ungefähr dem Inhalt von 20.000 Badewannen. In den Puffertanks wird ein bestimmtes Volumen freigehalten, so dass die Behälter im Bedarfsfall als Sammeltanks für Havarien genutzt werden können. organischen Inhaltsstoffe möglichst konstant gehalten werden. Drei große Rührwerke in jedem Puffertank durchmischen das anfallende Abwasser gründlich. Eine automatisierte Analytik misst ständig den Grad der Verunreinigung. Parallel dazu testet ein spezielles Labor in regelmäßigen Abständen die Zusammensetzung des Abwassers. Über eine Nährmittel- und Neutralisationsstation wird das Abwasser dann in die eigentliche biologische Kläranlage eingeleitet. In der Neutralisationsstufe wird der ph-wert des Wassers so eingestellt, dass die Mikroorganismen optimale Arbeitsbedingungen vorfinden. Außerdem kann dem Abwasser geeignetes Substrat (Nährmittel) zugeführt werden, auf dem die Mikroorganismen der Belebungsstufe wachsen können. Die Puffertanks balancieren den Abwasserzulauf in die eigentliche Kläranlage so aus, dass sowohl die Abwassermenge wie auch die Konzentration der! Auf den letzten Seiten befindet sich eine ausklappbare schematische Darstellung der Werkskläranlage.
Belebungsstufen 1 und 2 Kleine Alleskönner In den Belebungsstufen findet die eigentliche biologische Abwasserreinigung statt. Verschiedene Mikroorganismen bauen die organischen Inhaltsstoffe im Wasser biologisch ab. Das Klärwerk arbeitet mit zwei verschiedenen Belebungsstufen. In dem ersten Belebungsbecken wird das Abwasser mit dem sogenannten Belebtschlamm (den abbauenden Mikroorganismen) und Sauerstoff vermischt. Zwei Stellgrößen bestimmen die Wirksamkeit dieses geschlossenen Systems: Der Sauerstoffgehalt muss der jeweiligen Abwasserverschmutzung angepasst sein. Die Effizienz, mit der spezielle Mikroorganismen verschiedene organische Schadstoffe abbauen, wird sehr stark von der verfügbaren Sauerstoffkonzentration beeinflusst. Eine computergestützte Analytik passt die Konzentration der Sauerstoffbegasung immer optimal der aktuellen Verschmutzung an. Eine Luftzerlegungsanlage auf dem Gelände der Werkskläranlage gewinnt den dafür benötigten Sauerstoff aus der Luft, Gebläse leiten ihn in die Injektoren des Belebungsbeckens. Der bei der Luftzerlegung gleichzeitig anfallende Stickstoff wird zum Werk Elberfeld geleitet und dort als Inertgas in der Produktion verwendet. Der Grad der Durchmischung ist die zweite entscheidende Stellgröße. An den Beckenböden der Belebungsstufen sind in mehreren Reihen speziell optimierte Injektionsdüsen installiert. Treibwasserpumpen entnehmen das Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch und drücken es in die Injektoren, aus deren Düsen es in einem scharfen Strahl zusammen mit dem feinstverteilten Sauerstoff wieder austritt. Diese hocheffiziente Verteilung des Sauerstoffs bewirkt seine nahezu vollständige Verarbeitung durch die Mikroorganismen. Rund 90 Prozent der organischen Belastungen des Abwassers werden so schon in der ersten Belebungsstufe abgebaut. Das bei dem biologischen Abbau entstandene Kohlendioxid und kleine Mengen Restsauerstoff werden in die zweite Belebungsstufe geleitet. Nach einer Zwischenklärung folgt die Belebungsstufe zwei. Diese kleinere Belebungsstufe dient der Stickstoffelimination: Unter Sauerstoffmangel verarbeiten spezielle Mikroorganismen die im Wasser gelösten Stickstoffverbindungen zu elementarem Stickstoff. So werden insgesamt 98 bis 99 Prozent der organischen Schadstoffe im Abwasser abgebaut.
REINIGUNGSSTUFEN groß Mikroorganismen in Aktion: Die organischen Inhaltsstoffe des Abwassers werden verdaut. links Spezielle Injektionsdüsen am Boden der Belebungsbecken gewährleisten die gründliche Durchmischung.
REINIGUNGSSTUFEN groß In der Nachklärung sinkt der Belebtschlamm nach unten, das gereinigte Wasser fließt ab. unten links Innenansicht eines Klärbeckens. unten rechts Unter dem Mikroskop wird die Flockenstruktur deutlich, zu der sich die Einzeller zusammenschließen.
Zwischen- und Nachklärung Abwasser zu Wasser Nach jeder Belebungsstufe folgt eine Klärung. Auf diese Weise wird der Belebtschlamm sorgfältig von dem teilgereinigten Abwasser getrennt. Zwischen der Belebungsstufe eins und der Belebungsstufe zwei erfolgt eine Zwischenklärung. Das in der ersten Stufe gereinigte Abwasser muss von den Mikroorganismen, also dem Belebtschlamm, getrennt werden. Dabei macht man sich das Prinzip der Sedimentation zunutze: Wird die Fließgeschwindigkeit des Wassers deutlich verringert, setzen sich schwere Bestandteile unten ab. Die Mikroorganismen in dem Belebtschlamm liegen in einer sogenannten Flockenstruktur vor. Das bedeutet, dass sich mehrere Mikroorganismen sowie bestimmte andere ungelöste Substanzen zu Flocken zusammenschließen. In der Zwischenklärung sinken diese Flocken zu Boden, während das gereinigte, klare Abwasser oben abfließt. In einem vorgeschalteten Flockungszyklon schließen sich mehrere kleine Flocken des Belebtschlamms zu größeren Flocken zusammen. So verbessern sich die Absetzeigenschaften des Belebtschlamms noch zusätzlich. Der abgesetzte Schlamm wird zum Teil wieder in das erste Belebungsbecken zurückgepumpt. Die Nachklärung im Anschluss an das zweite Belebungsbecken erfolgt in zwei Klärschritten nach demselben Prinzip. Die Schlammkreisläufe der beiden Belebungsstufen werden dabei immer getrennt gehalten. Bei der biologischen Abwasserreinigung wächst das Schlammvolumen kontinuierlich, da sich die Mikroorganismen ständig vermehren und Biomasse produzieren. Dieser überschüssige Schlamm wird entweder mithilfe der Ozonolyse behandelt oder getrennt entsorgt. 100 µm
Ozonolyse Die Kraft des Sauerstoffs Ozon hat ein zwiespältiges Image: In der oberen Atmosphäre schützt es die Erde vor der intensiven UV-Strahlung. Am Boden aber gilt es als aggressiver Stoff mit vielen unerwünschten Nebenwirkungen. Gezielt eingesetzt erweist sich der dreiwertige Sauerstoff (Ozon O 3 ) als ein hoch effektiver Zersetzer von Klärschlamm. Fachleuten von Bayer Schering Pharma ist es mit einem innovativen Verfahren gelungen, sich die starke Oxidationswirkung des Ozons für einen speziellen Zweck zunutze zu machen. In einem geschlossenen System zersetzt das Ozon auch komplexe biologische Strukturen wie zum Beispiel die Zellhülle von Mikroorganismen. Mit diesem Verfahren wird seit 2005 der überschüssige Schlamm in der Kläranlage Rutenbeck behandelt. Dabei wird genau so viel Ozon eingesetzt, dass bei der Ozonolyse des Schlamms nur biologisch abbaubare Stoffe entstehen, wie zum Beispiel Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor. Diese Stoffe sind ideale Nährstoffquellen für die Mikroorganismen in den Belebungsstufen. Mit dieser Methode lässt sich der Überschussschlamm um gut 90 Prozent reduzieren. Das dafür erforderliche Ozon wird in einem Hochspannungsfeld aus reinem Sauerstoff hergestellt.
SCHLAMMNACHBEHANDLUNG groß Die Ozonolyse findet in einem komplett geschlossenen System statt. links In einem speziellen Hochspannungsfeld wird aus reinem Sauerstoff Ozon gewonnen.
ANLAGENSICHERHEIT groß Das Betriebslabor entnimmt und untersucht regelmäßig Wasserproben. unten links Der Kopf der Kläranlage die zentrale Messwarte und die Anlagenfahrer. unten rechts Eine parallel betriebene Minikläranlage warnt frühzeitig vor möglichen Verunreinigungen.
Umweltschutz an erster Stelle Lückenlose Kontrolle 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr werden die Abläufe in der Werkskläranlage in der zentralen Messwarte überwacht. Der sichere Betrieb dieser Anlage und der Schutz des Gewässers sind die vorrangigen Aufgaben der Mitarbeiter der Werkskläranlage. Dazu gehört auch die kontinuierliche Optimierung der Verfahrenstechnik. Ein Kernelement für den Betrieb der Kläranlage ist eine umfangreiche Analytik, die das vorgeschriebene Maß überschreitet und die jederzeit in der Lage ist, Auskunft über jeden einzelnen Verfahrensschritt zu geben. An allen wichtigen Stationen des Klärprozesses werden in einem automatisierten Verfahren regelmäßig Proben entnommen und getestet. Das gilt für den Einlauf in die Puffertanks, die Belebungsstufen, die Zwischen- und Nachklärung oder auch den Rückfluss des Belebtschlamms. Alle diese Messwerte laufen in einem computergesteuerten Leitsystem zusammen. Zusätzlich entnimmt und analysiert ein spezielles Betriebslabor immer wieder Stichproben. Neben diesen Stichprobenanalysen wird das Abwasser in Elberfeld auch kontinuierlich auf Bestandteile aus der pharmazeutischen Produktion untersucht. Darüber hinaus betreibt Bayer Schering Pharma parallel zu der großen Kläranlage eine Kleinstkläranlage im Laborformat. Diese verfügt über alle Funktionen der richtigen Anlage und wird auch ständig mit dem Originalwasser gespeist. Der kleine Maßstab bewirkt, dass Abweichungen oder Verunreinigungen bereits deutlich früher erkennbar sind. In einem solchen Fall werden sofort Sicherheitsmaßnahmen für die eigentliche Kläranlage eingeleitet. Die rund um die Uhr besetzte Sicherheitszentrale des Werks informiert bei einer Störung die Produktionsbetriebe. Diese leiten Gegenmaßnahmen ein. Zwischenzeitlich kommt dabei auch die hohe Kapazität der Puffertanks zum Einsatz: Hier können große Mengen Abwasser zwischengespeichert werden, sodass eventuelle Verunreinigungen gar nicht erst in die Belebungsstufen gelangen. Nach der Analyse des zwischengespeicherten Wassers wird entschieden, ob das Wasser weiterverarbeitet werden kann oder ob es zum Beispiel auf separaten Wegen entsorgt werden muss. Schema der Kläranlage bitte umklappen
Luft aus der Atmosphäre Luftzerlegung Sauerstoff Abwasser vom Werk Gasphase Einlaufpumpwerk Puffertanks Neutralisation Belebungsstufe 1 Zyklon Schlammrücklauf Zwische Abwasser Belebtschlamm abgesetzter Schlamm / Überschussschlamm Schlammgemisch mit Ozon Klarlauf Ozon Sauerstoff / sauerstoffhaltige Abluft Luft der Atomosphäre
SCHEMA DER KLÄRANLAGE Stickstoff zum Werk Ozon vom Ozonerzeuger Sauerstoffhaltige Abluft zur Belebungsstufe 1 Schlammnachbehandlung Restschlamm zur Deponie Überschussschlamm Einleitung in die kommunale Kläranlage Gasphase Klarwasser Einleitung in die kommunale Kläranlage nklärer Belebungsstufe 2 Zyklon Schlammrücklauf Nachklärer
Bayer Schering Pharma AG 42096 Wuppertal Deutschland www.wuppertal.bayer.de www.pharma-und-chemiepark.de Telefon: 0202 / 36-75 26 Ansprechpartner: Dr. Hans-Georg Dellweg hans-georg.dellweg@bayerhealthcare.com Zukunftsgerichtete Aussagen Diese Publikation enthält bestimmte in die Zukunft gerichtete Aussagen, die auf den gegenwärtigen Annahmen und Prognosen der Unternehmensleitung des Bayer-Konzerns beruhen. Verschiedene bekannte wie auch unbekannte Risiken, Ungewissheiten und andere Faktoren können dazu führen, dass die tatsächlichen Ergebnisse, die Finanzlage, die Entwicklung oder die Performance der Gesellschaft wesentlich von den hier gegebenen Einschätzungen abweichen. Diese Faktoren schließen diejenigen ein, die wir in Berichten an die Frankfurter Wertpapierbörse sowie die amerikanische Wertpapieraufsichtsbehörde (inkl. Form 20-F) beschrieben haben. Die Gesellschaft übernimmt keinerlei Verpflichtung, solche zukunftsgerichteten Aussagen fortzuschreiben und an zukünftige Ereignisse oder Entwicklungen anzupassen. Februar 2010