作为有机废水的处理方法，以公共下水道污水为首，主要采用标 准活性污泥法。作为实施标准污泥法的污水处理装置，例如有在前段 设置厌氧槽，同时，在后段设置好氧槽，在厌氧槽中，在无氧状态下 对流入废水由脱氮菌进行脱氮，然后在好氧槽中，在有氧条件下，利 用有机化合物的氧化分解和硝化菌，对活性污泥进行氨的硝化。然后， 通过将来自好氧槽的硝化液返回到厌氧槽以促进厌氧槽中的脱氮反 应。专利文献1等记载了这样的污水处理装置。
但是，采用以往的厌氧槽，实际中反应效率低，处理需要较长时 间。因此，被处理污泥在槽内的滞留时间延长。所以，存在若要提高 处理能力，必须使处理设备大型化的问题。此外，如要进行污水的深 度处理，除需要与此对应的新设备外，由于还需要引进必要的深度处 理技术，结果导致大幅度增加处理成本。

本发明的课题是，在设置厌氧槽和好氧槽的污水处理装置中，在 谋求提高厌氧槽及好氧槽的反应效率的同时，能够在不需要设备大型 化及引进高度技术的情况下低成本进行污水的深度处理。
为解决上述课题，本发明的污水处理装置，按厌氧槽和曝气槽的 顺序配置，在上述厌氧槽内设置过滤床，该过滤床具有接触材，该接 触材具有由立体的厚板状的网体构成的芯材以及沿该芯材配置的污泥 附着丝。
通过这样的构成，由于在厌氧槽中，采用构成为沿由立体的厚板 状的网体构成的芯材配置污泥附着丝的接触材，进行生物处理，所以 特别能够将有机化合物变换成有机酸，能够在接下来的曝气槽中进行 好氧条件下的深度处理。此外，由于只需要在槽内配置由具有由立体 的厚板状的网体构成的芯材及沿该芯材配置的污泥附着丝的接触材构 成的过滤床，能够在不需要设备大型化及引进高度技术的情况下低成 本进行污水的深度处理。
此外，本发明的污水处理装置的构成是，按厌氧槽和曝气槽的顺 序配置，在上述厌氧槽内设置过滤床，该过滤床具有接触材，该接触 材是具有作为经丝的芯材以及从该芯材放射状突出的作为纬丝的絮状 丝的摇动床式接触材。
通过这样的构成，由于接触材是摇动床式接触材，与采用具有由 上述的立体的厚板状的网体构成的芯材及沿该芯材配置的污泥附着丝 的接触材相比，更不容易引起堵塞。
此外，本发明的污水处理装置的构成是，在上述内容的基础上， 通过向厌氧槽返回部分经过曝气槽处理的处理水，进行硝化脱氮反应。
通过这样的构成，能够通过硝化脱氮反应有效地处理污水。
此外，本发明的污水处理装置的构成是，是按厌氧槽和曝气槽的 顺序配置，上述厌氧槽具有接收被处理水的第1段厌氧槽以及设置在 该第1段厌氧槽的下段的同时通过接收部分经过上述曝气槽处理的处 理水进行硝化脱氮反应的第2段厌氧槽；在上述第1段厌氧槽内设置 第1过滤床，该第1过滤床具有第1接触材，该第1接触材由立体的 厚板状的网体构成的第1芯材以及沿该第1芯材配置的污泥附着丝构 成；在上述第2段厌氧槽内设置第2过滤床，该第2过滤床具有第2 接触材，该第2接触材是具有作为经丝的第2芯材以及从该第2芯材 放射状突出的作为纬丝的絮状丝的摇动床式接触材。
通过这样的构成，由于在第1段厌氧槽不接收污泥返送，即使设 置构成具有由上述的立体的厚板状的网体构成的第1芯材及沿该第1 芯材配置的污泥附着丝的第1接触材，也不产生堵塞问题，能够有效 地将原水中所含的有机化合物变换成有机酸。此外，尽管在第2段厌 氧槽接收返送的污泥，但由于设置摇动床式接触材，同样也能够不产 生堵塞问题地进行脱氮处理。
此外，本发明的污水处理装置的构成是，在上述内容的基础上， 在曝气槽内设置具有作为经丝的芯材以及从该芯材放射状突出的作为 纬丝的絮状丝的摇动床式接触材。
通过这样的构成，由于附着在接触材上的过剩污泥通过该接触材 的摇动落下，能够防止因在接触材上过多地附着污泥而造成的堵塞， 从而能够提高处理效率。
此外，本发明的污水处理装置的构成是，在上述内容的基础上， 在曝气槽的下段设置沉淀槽，同时向上述曝气槽返送部分或全部沉淀 污泥。
通过这样的构成，通过返送污泥，能够有效地处理污水。
此外，本发明的污水处理装置的构成是，在上述内容的基础上， 在曝气槽的下游侧设置过滤槽。
通过这样的构成，由于能够进一步过滤处理经过厌氧处理及曝气 处理的被处理水，能够更加深度处理污水。
此外，本发明的污水处理装置的构成是，在上述内容的基础上， 使过滤槽的内部成为好氧性氛围，在上述过滤槽的内部设置过滤床， 该过滤床具有接触材，该接触材具有由立体的厚板状的网体构成的芯 材以及沿该芯材配置的污泥附着丝。
通过这样的构成，利用深层接触过滤效果，能够得到水质程度接 近完全去除有机化合物的清澈处理水。
此外，本发明的污水处理装置的构成是，在上述内容的基础上， 使过滤槽的内部成为好氧性氛围，在上述过滤槽的内部设置过滤床， 该过滤床具有接触材，该接触材是具有作为经丝的芯材以及从该芯材 放射状突出的作为纬丝的絮状丝的摇动床式接触材。
通过这样的构成，由于能够进一步过滤处理经过厌氧处理及曝气 处理的被处理水，能够更加深度处理污水。
此外，本发明的污水处理装置的构成是，在上述内容的基础上， 叠层具有由立体的厚板状的网体构成的芯材以及沿该芯材配置的污泥 附着丝的多层接触材，构成过滤床。
通过这样的构成，能够自由得到所要求高度的过滤床，而且，即 使在这样叠层的状态，也能够整体均匀地配置接触材。
此外，本发明的污水处理装置的构成是，在上述内容的基础上， 用丙烯纤维形成污泥附着丝及/或絮状丝。
通过这样的构成，能够大幅度提高处理效率。
如果采用本发明，由于按厌氧槽和曝气槽的顺序配置，在上述厌 氧槽内设置过滤床，该过滤床具有接触材，该接触材具有由立体的厚 板状的网体构成的芯材以及沿该芯材配置的污泥附着丝，特别能够将 有机化合物变换成有机酸，能够在接下来的曝气槽中，在好氧条件下 进行深度处理。此外，由于只需要在槽内配置具有由立体的厚板状的 网体构成的芯材及沿该芯材配置的污泥附着丝的接触材构成的过滤 床，能够在不需要设备大型化及引进深度技术的情况下低成本进行污 水的深度处理。

图1是本发明实施方式的污水处理方式的框图。
图2是图1的污水处理装置的概略构成图。
图3是用于图1及图2的厌氧槽及过滤槽的接触材的斜视图。
图4是表示图3的接触材的编织结构的斜视图。
图5是表示图3的接触材的编织结构的主要部分放大图。
图6是表示图3的接触材的编织结构的其他斜视图。
图7是用于图1及图2的曝气槽的接触材的图。
图8是本发明的另一实施方式的污水处理装置的主要部分的框图。
图9是本发明的再另一其他实施方式的污水处理装置的主要部分 的框图。

图1是本发明实施方式的污水处理装置的框图，图2是图1的污 水处理装置的概略构成图。
如图1所示，本发明的污水处理装置按如下顺序设置从原水1去 除夹杂物的筛网2、进行水量均等化及水质均等化的调节槽3、进行生 物处理的厌氧槽4、作为进行生物处理的好氧槽的曝气槽5、沉淀槽6、 进行生物处理的过滤槽7。8是从沉淀槽6到曝气槽5的污泥返送路， 9是从曝气槽到厌氧槽4的返送路。
如图2所示，在调节槽3设置原水流入路11，此外，设置从调整 槽3向厌氧槽4的供给路12。13是设在供给路12上的原水泵。此外， 在调节槽3中设有通过搅拌内部原水1进行该水质均质化的搅拌装置 14。
关于厌氧槽4，如图2所示，在槽15的内部充填过滤床16，在厌 氧状态下进行运转。过滤床16是通过多层叠层栅网状的接触材17立 体构成的。构成该过滤床16的栅网状的接触材17是沿由立体的厚板 状的网体构成的芯材配置污泥附着丝的接触材，其具体的构成在日本 专利特开2002-136986号公报中有详细记载，以下，说明该接触材17。
如图3～6所示，接触材17具有由立体的厚板状的网体构成的芯 材18，形成沿该芯材18配置污泥附着丝19的构成。
对于芯材18，例如可由合成树脂制的强硬的细纤度的单丝20构 成，例如，如图5所示，该单丝20由多个Ω字状的部分和倒Ω字状的 部分相互凹凸配置的连结丝构成。此外，芯材18通过并列配置多个单 丝20、20…，同时相邻的单丝20、20的Ω字状的部分彼此间即凸部 彼此间或倒Ω字状的部分彼此间即凹部彼此间通过连结丝21相互连 结，形成如上所述的立体的网状。
对于连结丝21，例如用比单丝20强硬的细纤度的合成树脂制连结 丝形成，在沿由立体的厚板状的网体构成的芯材18的厚度方向的一端 部及另一端部，可以在1根单丝20上缠绕多根连结丝21地进行配置， 在使相邻的单丝20、20的Ω字状的部分彼此间或倒Ω字状的部分彼此 间重合的状态下，这些Ω字状的部分彼此间或倒Ω字状的部分彼此间 能够相互结成一体，如此构成连结丝21。
此外，在没有单丝20的Ω字状的部分或倒Ω字状的部分上的单丝 20的开口部分22，形成该多根连结丝21跨过单丝20的长度方向的构 成。然后，通过只在沿如此由立体的厚板状的网体构成的芯材18的厚 度方向的一端部及另一端部配置连结丝21，形成在沿该芯材18的厚 度方向的内侧部分不配设连结丝21的构成。
沿如此由立体的厚板状的网体构成的芯材18，配置污泥附着丝19。 该污泥附着丝19，例如可由丙烯高膨体纤维这样的污泥附着性良好的 丝条形成，此外，可用比构成芯材18的单丝20粗的纤度形成，形成 能够按规定体积比例占据由芯材18形成的立体空间的构成。
此外，以形成与芯材18的单丝20相反的凹凸状的方式，配置污 泥附着丝19。即，在单丝20的Ω字状的凸部形成倒Ω字状的凹部， 相反，在单丝20的倒Ω字状的凹部形成Ω字状的凸部，如此沿该单丝 20配置。即，在沿芯材18的厚度方向的一端部及另一端部，在成为 开口的部分22配置污泥附着丝19。然后，在该开口部分22缠绕连结 丝21，另外在开口部分22的缘部用连结丝21捆绑，如此污泥附着丝 19与由立体的厚板状的网体构成的芯材18一体化。沿芯材18的厚度 方向的一端及另一端以外的、在沿该芯材18的厚度方向的内侧部分， 虽沿着单丝20，但不与该单丝20连结，在从单丝20悬浮的自由状态 下配置污泥附着丝19。
如此构成的接触材17，由于沿各单丝20及污泥附着丝19的配列 方向，在缠绕强硬的连结丝21的状态下进行配置，尽管将这些单丝 20及污泥附着丝19形成凹凸状，但沿该配列方向的伸缩性、特别是 伸长性也几乎不发挥作用。相反，在与各单丝20及污泥附着丝19的 配列方向成直角的方向，由于不受这样的连结丝21的制约，接触材 17从规定的完成状态能够相当自由地伸缩。关于厚度方向，由于是通 过强硬的单丝20相互凹凸状配置多个Ω字状的部分和倒Ω字状的部 分的构成，即由于强硬的单丝20具有多个沿该厚度方向的部分，所以 几乎没有伸缩性。
如图2所示，在厌氧槽4，设有循环内部处理水的循环路23。24 是循环泵。此外，在厌氧槽4和曝气槽5之间，设有临时贮留经过厌 氧槽处理的被处理水的处理水槽25。
作为好氧槽的曝气槽5，如图2所示，其构成是在槽27的内部设 置摇动床式接触材28和曝气装置29。具体是，在槽27的内部设置上 下方向的隔壁30，将槽27的内部分隔成第1腔室31和第2腔室32， 沿第1腔室31上下方向设置接触材28，同时在第2腔室32的底部设 置曝气装置29的空气喷口。
关于摇动床式接触材28，如图7所示，其构成具有作为经丝的芯 材33以及作为纬丝的絮状丝34。芯材33配置在槽27的内部上下方 向。絮状丝34由丙烯纤维构成，同时其多根丝遍及芯材33的长度方 向，从该芯材33向水平方向放射状突出。并且，絮状丝34以芯材33 的位置为基端，在槽27的内部的被处理水中能够摇动。在槽27的内 部配置多个如此组合芯材33和絮状丝34而成的接触材28。
35是从曝气槽5向沉淀槽6供应被处理水的供给路，但从该供给 路35分支地设置向厌氧槽4部分返送包含污泥的被处理水的返送路 9。此外，在将一部分在沉淀槽6沉淀的污泥返送到曝气槽5的污泥 返送路8上，设置污泥返送泵36。另外，在沉淀槽6和过滤槽7之间， 设置临时贮留来自沉淀槽6的被处理水的处理水槽37。
在过滤槽7，除充填构成与槽39的内部的厌氧槽4中同样结构的 过滤床16外，是在好氧状态下进行运转的过滤槽。即，在槽39的底 部即在过滤床16下侧部分设置散气装置40，形成能够向槽39内的被 处理水中供给由空气压缩机41提供的空气的构成。在过滤槽7，设有 使内部的被处理水循环的循环路42。43是循环泵。44是从过滤槽7 排出最终处理水的排出路。
在如此构成中，在厌氧槽4，过滤床16的接触材17是沿由立体 的厚板状的网体构成的芯材18配置污泥附着丝19的构成，形成具有 厚度的编织结构体，在基于该规定厚度的立体空间内，污泥附着丝19 占规定的体积比例，此外，由于在如此构成的接触材17上附着大量的 厌氧污泥，通过使被处理水经过利用其三维配置的污泥附着丝19形成 迷路状的通路的部分，能够在该污泥附着丝19过滤地附着大量厌氧污 泥，如此进行厌氧处理。
即，从上述说明可以看出，过滤床16的接触材17的空隙率高， 因此能发挥深层吸附过滤的功能，所以不容易堵塞，能够进行源于高 负荷的SS溶解及独特的有机化合物的有机酸变换。如变换成有机酸， 在接下来的曝气槽5的好氧处理中，能够显示良好的分解性。因此， 对大多数污水都有效果，特别是能够将难分解性废水及高SS废水变换 成具有均质易分解性的废水，由此，能够显著提高在接下来的曝气槽 5中的好氧处理效果。所以，除特别情况除外，不需要凝集预处理。
此外，构成过滤床16的接触材17由于形成厚壁状的结构体，通 过按上述那样叠层该结构体，可自由得到所要求高度的过滤床16。而 且，在如此叠层时，也能够在整体均匀的状态下配置污泥附着丝19。 可根据编织的组织密度及加工质量控制污泥附着丝19的间隔，也能够 基于污泥的附着状况、堵塞状况、被处理水的流速、处理特性等对其 进行适宜设定。
由于用丙烯高膨体纤维这样的污泥附着性良好的丝条形成污泥附 着丝19，容易形成微生物的食物链，由此能够进行污泥的自消化。因 此，具有在低负荷时很少产生污泥、提高水质、不引起污泥堵塞的优 点。此外，即使在比较高负荷、高浓度时，通过调节污泥附着丝19的 丝间隔及排水的流速，也能够避免堵塞，获得良好的结果。此外，通 过调节污泥附着丝19的丝间隔，能够避免成为表层过滤，可达到接触 材17即过滤床16整体的上述深层过滤，所以，能够显著提高处理效 率。
另外，在上述中，作为接触材17，说明了具有特定的编织结构的 接触材，但并不局限于此，采用其他公知编织结构及其他立体结构， 只要是具有由立体的厚板状的网体构成的芯材18以及沿该芯材18配 置的污泥附着丝19的结构，可以采用任意的构成。
具有摇动床式接触材28的曝气槽5是在好氧条件下进行处理，同 时通过从曝气装置29供给水中的气泡产生水流，通过提高接触材28 周围的被处理水的流速，引起絮状丝34摇动，通过该摇动，如图7所 示，剥离附着在接触材28上的污泥45中的过剩部分，因此具有防止 因过多附着污泥45而造成堵塞，提高处理效率的优点。此外，由于在 沉淀槽6沉淀的污泥通过污泥返送路8返送到曝气槽5，能够利用如 上述附着在接触材28上的污泥和被处理水中悬浮的污泥双方进行处 理。此时，如采用除摇动床式接触材28以外的以往的接触材，在存在 悬浮污泥的情况下，不发生污泥附着，无实质的效果，但摇动床式接 触材28由于具有高附着性，能够进行这样的处理。
此外，采用摇动床式接触材28，在接触材28上形成长的食物链， 具有污泥减容效果，例如，通过存在轮虫等能提高絮凝物的凝集性。 此外，通过摇动接触材28，使曝气槽5内部的水流产生紊流，利用该 紊流的作用，使从接触材28剥离的污泥形成球状，由于提高了沉淀槽 6的污泥的沉降分离性，所以也能够在高MLSS(12000mg/L以上)下 运转。即，通过这样的长食物链及低污泥负荷，以及通过前段厌氧槽 4的向有机酸的转换，能够大幅度减容污泥。
而且，由于在曝气槽5引起硝化反应，通过利用返送路9向厌氧 槽4返送来自该曝气槽5的处理水，能够在厌氧槽4引起脱氮反应。
来自沉淀槽6的被处理水被送到过滤槽7，但在该过滤槽7，除采 用具有构成为沿如上所述由立体的厚板状的网体构成的芯材18配置 污泥附着丝19的接触材17的过滤床16外，由于在好氧条件下运转， 利用同样的深层接触过滤效果及生物过滤效果，能够得到水质程度接 近完全去除有机化合物的清澈处理水。
此外，由于在厌氧槽4和过滤槽7中，在槽15、39的内部只设置 过滤床16，并且，在曝气槽5中，在槽27的内部只设置接触材28， 只采用不使设备大型化的简单构成就能够进行极高效率的生物处理， 所以能够实现极低成本的处理。此外，通过对现有设备进行只组装过 滤床16及接触材28的简易改造，不用构筑新的设备，就能够进行大 幅度提高处理能力的高效率处理。
图8表示本发明其他实施方式的污水处理装置。此时，在厌氧槽4 中，代替图2所示叠层垫状的接触材17而成的过滤床16，设置与在 好氧槽4中所用的相同的摇动床式接触材28。即，通常，厌氧槽4内 的被处理水的粘度低，因此，即使设置叠层上述垫状的接触材17的过 滤床16进行运转，通常也难于出现堵塞问题。可是，经返送路9从曝 气槽5返送的污泥与此相比粘度高。因此，根据被处理水及污泥的性 状，与采用图2所示的过滤床16相比，从堵塞角度考虑，有时采用图 8所示的摇动床式接触材28更好。
图9表示本发明的另外其他实施方式的污水处理装置。此时，厌 氧槽4设置成具有第1段厌氧槽4A和第2段厌氧槽4B的2段构成。 并且，形成向第1段厌氧槽4A供给来自供给路12的原水，向第2段 厌氧槽4B供给从曝气槽5经返送路9返送的污泥的构成。此外，在第 1段厌氧槽4A设置叠层垫状的接触材17的过滤床16，在第2段厌氧 槽4B设置摇动床式接触材28。
若是这样的构成，在第1段厌氧槽4A，由于不接收返送的污泥， 即使设置叠层垫状的接触材17的过滤床16，也不会出现堵塞问题， 能够有效地将原水中所含的有机化合物变换成有机酸。此外，第2段 厌氧槽4B尽管接收返送污泥，但由于设置摇动床式接触材28，同样 能够无堵塞问题地进行脱氮处理。
如上所述，在厌氧槽4，通过分开使用垫状的接触材17和摇动床 式接触材28，除能防止上述接触材发生堵塞外，还能够有效地进行有 机化合物的有机酸变换及脱氮处理等。
在本发明中，不仅上述厌氧槽4，在过滤槽7中也同样，也能够代 替如图2所示的叠层垫状的接触材17的过滤床16，采用与用于好氧 槽4的同样的摇动床式接触材28。
实施例
如以具体的实施例进行说明，在图1及图2的装置中，利用厌氧 槽4实施处理，能够将高容积负荷的有机化合物变换成有机酸。例如， 对于淀粉制造工序系列废水，在BOD的容积负荷为7.8kg/m3·d时， 用厌氧槽4处理5.3小时的场合，BOD值降低到1340mg/L。此时，挥 发性脂肪酸(VFA)达到857mg/L的水平，其中醋酸为46.4％、丙酸为 27.7％、酪酸为16.0％、缬草酸为9.9％。因此，非常容易并且稳定地进 行后段曝气槽5中的好氧处理。
如此，在图1及图2的装置中，能够处理高容积负荷的有机化合 物，作为容积负荷，例如，能够达到厌氧槽4为5～20kg/m3·d、曝 气槽5为2～8kg/m3·d、过滤槽7为0.5～1.5kg/m3·d，与在以往 的标准活性污泥法中，一般按约0.8kg/m3·d的容积负荷处理不稳定 相比，能够取得显著的改进效果。
运转本发明的装置时的处理水的水质测定例示于表1.表1表示原 水的水质、厌氧槽4及曝气槽5的运转条件、用厌氧槽4及曝气槽5 处理的处理水的水质。如表1所示，即使在BOD容积负荷高时，也能 够高效率去除BOD及COD。因此，即使省略图1及图2所示的沉淀槽6 及过滤槽7，也能够处理到可作为下水放流的程度。
表1     原水     厌氧槽     曝气槽 运转 条件     HRT     (hr)     1.7     8     BOD容积负荷     (kg/m3·d)     18.0     2.9 处理 水水 质     BOD     (mg/L)     1320     979     (25.8)     35.0     (97.3)     COD     (mg/L)     1160     285     95.2     (91.8)     SS     (mg/L)     698     106     84     TOC     (mg/L)     807     527     (34.7)     96.2     S-TOC     (mg/L)     800     680
                       (  )内表示去除率(％)。
运转本发明的装置时的处理水的水质的其他测定例示于表2。表2 表示，作为曝气槽5的接触材28，采用芯材33的单位长度的絮状丝 34的数量比通常大的高密度型接触材、进行处理的结果。此时，作为 氮的去除率，可得到52.9％的高效率。可判断为这是由于将接触材28 作为上述的高密度型接触材，基于在接触材28的内部形成厌氧层之 故。此外，如图2所示，此时也能够高效率去除BOD及COD。
表2     原水     曝气槽     BOD     (mg/L)     500     7.3     (98.5)     COD     (mg/L)     340     22.6     (93.4)     SS     (mg/L)     -     ＜5     T-N     (mg/L)     38.0     17.9     (52.9)     T-P     (mg/L)     4.3     3.4     NO2-N     (mg/L)     2.11     NO3-N     (mg/L)     2.6
                 (  )内表示去除率(％)。
BOD容积负荷    1.4(kg/m3·d)
HRT            8.8(hr)
专利文献1：日本专利特开平5-317884号公报(特指[0004]，图 3)