知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023110825
(43)【公開日】2023-08-09
(54)【発明の名称】軟水化装置
(51)【国際特許分類】
C02F 1/42 20230101AFI20230802BHJP
C02F 1/461 20230101ALI20230802BHJP
B01J 39/07 20170101ALI20230802BHJP
B01J 41/07 20170101ALI20230802BHJP
B01J 49/53 20170101ALI20230802BHJP
B01J 49/57 20170101ALI20230802BHJP
【ＦＩ】
C02F1/42 A
C02F1/42 B
C02F1/461 Z
B01J39/07
B01J41/07
B01J49/53
B01J49/57
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022120072
(22)【出願日】2022-07-28
(31)【優先権主張番号】P 2022011395
(32)【優先日】2022-01-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106116
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100131495
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 健児
(72)【発明者】
【氏名】ル ユジュン
(72)【発明者】
【氏名】石川 大樹
(72)【発明者】
【氏名】丸尾 ゆうこ
【テーマコード（参考）】
4D025
4D061
【Ｆターム（参考）】
4D025AA02
4D025AA10
4D025AB02
4D025AB19
4D025BA10
4D025BA15
4D025BB09
4D025CA04
4D025CA10
4D025DA05
4D025DA06
4D025DA10
4D061DA02
4D061DB07
4D061DB08
4D061EA02
4D061EB04
4D061EB12
4D061EB19
4D061EB30
4D061FA08
(57)【要約】
【課題】軟水の電気伝導度から硬度成分の濃度をより正確に算出することが可能な軟水化装置を提供する。
【解決手段】軟水化装置１は、軟水化槽４と、中和槽５と、軟水検知部６と、取得部１７と、校正部１８と、算出部１９とを備える。軟水化槽は、硬度成分を含む原水を軟水化する。中和槽は、軟水化槽を通過した軟水のｐＨを中和する。軟水検知部は、軟水化槽および中和槽を通過した軟水の電気伝導度を検知する。取得部は、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を取得する。校正部は、取得部で取得した、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部で得られた電気伝導度を校正し、第二電気伝導度を出力する。算出部は、校正部で出力された第二電気伝導度に基づいて軟水の硬度を算出する。
【選択図】図１
【解決手段】軟水化装置１は、軟水化槽４と、中和槽５と、軟水検知部６と、取得部１７と、校正部１８と、算出部１９とを備える。軟水化槽は、硬度成分を含む原水を軟水化する。中和槽は、軟水化槽を通過した軟水のｐＨを中和する。軟水検知部は、軟水化槽および中和槽を通過した軟水の電気伝導度を検知する。取得部は、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を取得する。校正部は、取得部で取得した、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部で得られた電気伝導度を校正し、第二電気伝導度を出力する。算出部は、校正部で出力された第二電気伝導度に基づいて軟水の硬度を算出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化処理する軟水化槽と、
前記軟水化槽の通過により生成された酸性軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、
前記中和槽の通過により生成された中和軟水の電気伝導度を検知する軟水検知部と、
前記原水中の前記硬度成分以外のイオンに対応する第一電気伝導度を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記第一電気伝導度に基づいて前記軟水の電気伝導度を校正して第二電気伝導度を出力する校正部と、
前記第二電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する算出部と、を備える軟水化装置。
前記軟水化槽の通過により生成された酸性軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、
前記中和槽の通過により生成された中和軟水の電気伝導度を検知する軟水検知部と、
前記原水中の前記硬度成分以外のイオンに対応する第一電気伝導度を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記第一電気伝導度に基づいて前記軟水の電気伝導度を校正して第二電気伝導度を出力する校正部と、
前記第二電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する算出部と、を備える軟水化装置。
【請求項2】
前記校正部は、
前記軟水の電気伝導度が、前記第一電気伝導度以上の場合には、前記軟水の電気伝導度と前記第一電気伝導度との差分に基づいて前記第二電気伝導度とする、請求項１に記載の軟水化装置。
前記軟水の電気伝導度が、前記第一電気伝導度以上の場合には、前記軟水の電気伝導度と前記第一電気伝導度との差分に基づいて前記第二電気伝導度とする、請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項3】
前記硬度成分情報は前記中和軟水の硬度成分濃度を含み、
前記算出部は、
前記軟水の電気伝導度が、前記第一電気伝導度未満の場合には、前記硬度成分濃度を０とする請求項１または請求項２に記載の軟水化装置。
前記算出部は、
前記軟水の電気伝導度が、前記第一電気伝導度未満の場合には、前記硬度成分濃度を０とする請求項１または請求項２に記載の軟水化装置。
【請求項4】
前記硬度成分情報を表示する表示部をさらに備えた請求項１から３のいずれか一項に記載の軟水化装置。
【請求項5】
酸性電解水とアルカリ性電解水を生成する電解槽と、
前記電解槽の動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記算出部から出力される前記硬度成分情報に基づいて、前記硬度成分情報が基準値を超えた場合に、前記電解槽を稼働させる請求項１から４のいずれか一項に記載の軟水化装置。
前記電解槽の動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記算出部から出力される前記硬度成分情報に基づいて、前記硬度成分情報が基準値を超えた場合に、前記電解槽を稼働させる請求項１から４のいずれか一項に記載の軟水化装置。
【請求項6】
前記原水の原水電気伝導度を測定する原水検知部をさらに備える請求項１から５のいずれか一項に記載の軟水化装置。
【請求項7】
前記第一電気伝導度は、前記原水の水質によって予め定められた値である請求項１から５のいずれか一項に記載の軟水化装置。
【請求項8】
硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化処理する軟水化槽と、
前記軟水化槽を通過した酸性軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、
前記中和槽の通過により生成された中和軟水の電気伝導度を検知する軟水検知部と、
軟水の電気伝導度が第一所定値に達するまでの第一期と軟水の電気伝導度が第一所定値に達した以降の第二期とを判定する判定部と、
前記軟水の電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する算出部と、を備え、
前記判定部は、前記第二期の初期における軟水の電気伝導度を基準電気伝導度として記憶する記憶部を備える軟水化装置。
前記軟水化槽を通過した酸性軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、
前記中和槽の通過により生成された中和軟水の電気伝導度を検知する軟水検知部と、
軟水の電気伝導度が第一所定値に達するまでの第一期と軟水の電気伝導度が第一所定値に達した以降の第二期とを判定する判定部と、
前記軟水の電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する算出部と、を備え、
前記判定部は、前記第二期の初期における軟水の電気伝導度を基準電気伝導度として記憶する記憶部を備える軟水化装置。
【請求項9】
前記硬度成分情報は前記中和軟水の硬度成分濃度を含み、
前記算出部は、
前記第一期には、前記硬度成分濃度を０とする請求項８に記載の軟水化装置。
前記算出部は、
前記第一期には、前記硬度成分濃度を０とする請求項８に記載の軟水化装置。
【請求項10】
前記算出部は、
前記第二期には、前記軟水の電気伝導度と前記基準電気伝導度との差分に基づいて前記硬度成分濃度を算出する請求項８または請求項９に記載の軟水化装置。
前記第二期には、前記軟水の電気伝導度と前記基準電気伝導度との差分に基づいて前記硬度成分濃度を算出する請求項８または請求項９に記載の軟水化装置。
【請求項11】
前記記憶部は、
前記中和軟水の硬度に対応する電気伝導度と前記中和軟水の前記軟水の電気伝導度と前記中和軟水中の硬度成分以外のイオン濃度である軟水対象イオン濃度を記憶し、
前記算出部は、
前記第一期における前記中和軟水中の硬度成分以外のイオンの濃度と電気伝導度の比率に対応する第一係数を算出する第一係数算出部と、
前記原水の通水量に応じた前記中和軟水中の前記軟水対象イオン濃度の変化速度に対応する第二係数を算出する第二係数算出部と、
前記原水中の前記硬度成分以外のイオンに対応する第三電気伝導度を算出する第三電気伝導度算出部と、を備える請求項８に記載の軟水化装置。
前記中和軟水の硬度に対応する電気伝導度と前記中和軟水の前記軟水の電気伝導度と前記中和軟水中の硬度成分以外のイオン濃度である軟水対象イオン濃度を記憶し、
前記算出部は、
前記第一期における前記中和軟水中の硬度成分以外のイオンの濃度と電気伝導度の比率に対応する第一係数を算出する第一係数算出部と、
前記原水の通水量に応じた前記中和軟水中の前記軟水対象イオン濃度の変化速度に対応する第二係数を算出する第二係数算出部と、
前記原水中の前記硬度成分以外のイオンに対応する第三電気伝導度を算出する第三電気伝導度算出部と、を備える請求項８に記載の軟水化装置。
【請求項12】
前記第三電気伝導度算出部は、
前記第一係数と前記第二係数とに基づいて前記第三電気伝導度を算出し、
前記算出部は、
前記第一期には、前記軟水の電気伝導度と前記第三電気伝導度との差分に基づいて前記硬度成分濃度を算出する請求項１１に記載の軟水化装置。
前記第一係数と前記第二係数とに基づいて前記第三電気伝導度を算出し、
前記算出部は、
前記第一期には、前記軟水の電気伝導度と前記第三電気伝導度との差分に基づいて前記硬度成分濃度を算出する請求項１１に記載の軟水化装置。
【請求項13】
前記算出部は、
前記第二期には、前記軟水の電気伝導度と前記基準電気伝導度との差分に基づいて前記硬度成分濃度を算出する請求項１１または請求項１２に記載の軟水化装置。
前記第二期には、前記軟水の電気伝導度と前記基準電気伝導度との差分に基づいて前記硬度成分濃度を算出する請求項１１または請求項１２に記載の軟水化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、軟水化装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の弱酸性陽イオン交換樹脂を用いた軟水化装置では、食塩を使用しない陽イオン交換樹脂の再生方法として、電気分解で生成した酸性電解水により陽イオン交換樹脂を再生する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。弱酸性陽イオン交換樹脂は、官能基の末端に水素イオンを有しており、原水中の硬度成分（例えば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン）を水素イオンに交換して原水を軟水化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１１－３０９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような軟水化装置では、軟水化が適切に進行しているかを把握するために、軟水の硬度を検知することが求められる。硬度を検知するために、水の電気伝導度を測定することが考えられるが、従来の軟水化装置では、取り出される軟水中に硬度成分のほか、原水由来のナトリウムイオンや塩化物イオン等の硬度成分以外のイオンが含まれている。また、軟水化処理時に、硬度成分と硬度成分以外のイオンは、濃度変化の挙動が異なるため、同じ電気伝導度を示す軟水であっても、イオン濃度比が異なる場合がある。そのため、取り出される軟水の電気伝導度から軟水中の硬度を精度よく算出することが難しいという問題があった。
【0005】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、軟水の電気伝導度から軟水の硬度をより正確に算出することが可能な軟水化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
そして、この目的を達成するために、本発明に係る軟水化装置は、軟水化槽と、中和槽と、軟水検知部と、取得部と、校正部と、算出部とを備える。軟水化槽は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化する。中和槽は、軟水化槽の通過により生成された酸性軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する。軟水検知部は、中和槽の通過により生成された中和軟水の電気伝導度を検知する。取得部は、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を取得する。校正部は、取得部が取得した電気伝導度に基づいて、軟水の電気伝導度を校正し、第二電気伝導度を出力する。算出部は、第二電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、軟水の電気伝導度から硬度成分の濃度をより正確に算出することが可能な軟水化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明に係る軟水化装置は、軟水化槽と、中和槽と、原水検知部と、軟水検知部と、取得部と、校正部と、算出部と、表示部とを備える。軟水化槽は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化する。中和槽は、軟水化槽を通過した軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する。原水検知部は、原水の電気伝導度を検知する。軟水検知部は、軟水化槽および中和槽を通過した軟水の電気伝導度を検知する。取得部は、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を取得する。校正部は、取得部が取得した、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部で得られた電気伝導度を校正し、第二電気伝導度を出力する。算出部は、校正部で出力された第二電気伝導度に基づいて軟水の硬度を算出する。表示部は、算出部により算出された軟水の硬度を通知する。そして、軟水化装置は、原水が、原水検知部、軟水化槽、中和槽、及び軟水検知部の順に流通するように構成されている。
【0010】
こうした構成によれば、原水検知部において原水の電気伝導度を取得し、取得部において原水の電気伝導度に一定の補正（所定値の乗算など）を行うことで、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度（第一電気伝導度）を取得し、校正部において、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部で検知される軟水の電気伝導度を校正した電気伝導度（第二電気伝導度）を取得し、算出部において第二電気伝導度から軟水中の硬度成分を算出することができる。したがって、従来の軟水化装置と比較して、硬度成分とその他イオン成分が混在する硬水を流通する場合においても、硬水および硬水を流通することで得られる軟水の電気伝導度から、軟水中の硬度成分を算出することが可能となる。
【0011】
また、本発明に係る軟水化装置では、軟水化槽の弱酸性陽イオン交換樹脂を再生するための酸性電解水と、中和槽の弱塩基性陰イオン交換樹脂を再生するためのアルカリ性電解水とを生成する電解槽と、軟水化槽を流通した酸性電解水と中和槽を流通したアルカリ性電解水とを混合して電解槽に供給する処理槽とをさらに備える構成としてもよい。こうした構成によれば、電解槽で生成される酸性電解水によって弱酸性陽イオン交換樹脂を再生することが可能となり、アルカリ性電解水によって弱塩基性陰イオン交換樹脂を再生することが可能となる。そのため、軟水化装置のメンテナンス頻度を低減でき、長期にわたって使用可能な軟水化装置とすることができる。
【0012】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【0013】
（実施の形態１）
図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る軟水化装置１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る軟水化装置１の構成を示す概念図である。なお、図１では、軟水化装置１の各要素を概念的に示している。
図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る軟水化装置１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る軟水化装置１の構成を示す概念図である。なお、図１では、軟水化装置１の各要素を概念的に示している。
【0014】
＜全体構成＞
軟水化装置１は、外部から供給される硬度成分を含む原水から中性の軟水を生成する装置である。なお、原水とは、流入口２から装置内に導入された水（処理対象水）であり、例えば市水や井戸水である。原水は、硬度成分（例えばカルシウムイオンまたはマグネシウムイオン）を含む。
軟水化装置１は、外部から供給される硬度成分を含む原水から中性の軟水を生成する装置である。なお、原水とは、流入口２から装置内に導入された水（処理対象水）であり、例えば市水や井戸水である。原水は、硬度成分（例えばカルシウムイオンまたはマグネシウムイオン）を含む。
【0015】
具体的には、図１に示すように、軟水化装置１は、流入口２と、原水検知部３と、軟水化槽４と、中和槽５と、軟水検知部６と、取水口７と、再生装置８と、取得部１７と、校正部１８と、算出部１９と、制御部２０と、表示部２１とを備えている。また、軟水化装置１は、複数の開閉弁（開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２）を備えており、詳細は後述する。
【0016】
流入口２は、原水の供給元及び流路３０に接続されている。流入口２は、原水を装置内に導入する開口である。
【0017】
取水口７は、軟水化槽４及び中和槽５により処理された中性の軟水を装置外へ排出する開口である。軟水化装置１では、流入口２から流入する原水の圧力により、取水口７から軟水化処理後の軟水を取り出すことができる。
【0018】
流入口２から取水口７までは、流路３０、流路３１、流路３２、流路３３、及び流路３４によって接続されている。
【0019】
流路３０は、流入口２から第一軟水化槽４ａまでを接続する流路である。つまり、流路３０は、硬度成分を含む原水を流入口２から第一軟水化槽４ａへ導く流路である。
【0020】
流路３１は、第一軟水化槽４ａから第一中和槽５ａまでを接続する流路である。つまり、流路３１は、第一軟水化槽４ａで軟水化処理を行った水を第一中和槽５ａに導く流路である。
【0021】
流路３２は、第一中和槽５ａから第二軟水化槽４ｂまでを接続する流路である。つまり、流路３２は、第一中和槽５ａで中和を行った水を第二軟水化槽４ｂに導く流路である。
【0022】
流路３３は、第二軟水化槽４ｂから第二中和槽５ｂまでを接続する流路である。つまり、流路３３は、第二軟水化槽４ｂで軟水化処理を行った水を第二中和槽５ｂに導く流路である。
【0023】
流路３４は、第二中和槽５ｂから取水口７までを接続する流路である。つまり、流路３４は、第二中和槽５ｂにより中和された軟水を取水口７へ導く流路である。
【0024】
まとめると、軟水化装置１では、軟水化処理において、外部から供給される原水が、流入口２、流路３０、第一軟水化槽４ａ、流路３１、第一中和槽５ａ、流路３２、第二軟水化槽４ｂ、流路３３、第二中和槽５ｂ、流路３４、取水口７の順に流通して、中性の軟水として排出される。
【0025】
＜軟水化槽＞
軟水化槽４は、弱酸性陽イオン交換樹脂９の作用により、硬度成分を含む原水を軟水化する。具体的には、軟水化槽４は、流通する水（原水）に含まれる硬度成分である陽イオン（カルシウムイオン、マグネシウムイオン）を水素イオンと交換するため、原水の硬度が下がり、原水を軟水化する。軟水化槽４は、官能基の末端に水素イオンを有する弱酸性陽イオン交換樹脂９を備えている。
軟水化槽４は、弱酸性陽イオン交換樹脂９の作用により、硬度成分を含む原水を軟水化する。具体的には、軟水化槽４は、流通する水（原水）に含まれる硬度成分である陽イオン（カルシウムイオン、マグネシウムイオン）を水素イオンと交換するため、原水の硬度が下がり、原水を軟水化する。軟水化槽４は、官能基の末端に水素イオンを有する弱酸性陽イオン交換樹脂９を備えている。
【0026】
軟水化槽４は、例えば円筒状の容器に弱酸性陽イオン交換樹脂９が充填されて構成されている。
【0027】
軟水化槽４は、第一軟水化槽４ａと第二軟水化槽４ｂとを含んで構成される。
【0028】
第一軟水化槽４ａは、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａが充填されて構成されている。第二軟水化槽４ｂは、第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂが充填されて構成されている。また、第一軟水化槽４ａと第二軟水化槽４ｂとは、略同一の流路長、流路断面積、及び同体積の弱酸性陽イオン交換樹脂９を有していることが望ましい。なお、以下では、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂに関しては、特に両者を区別する必要がない場合には、弱酸性陽イオン交換樹脂９として説明する。
【0029】
弱酸性陽イオン交換樹脂９は、官能基の末端に水素イオンを有するイオン交換樹脂である。弱酸性陽イオン交換樹脂９は、通水される原水に含まれる硬度成分である陽イオン（カルシウムイオン、マグネシウムイオン）を吸着し、水素イオンを放出する。弱酸性陽イオン交換樹脂９の官能基の末端が水素イオンであるため、後述する再生処理において、酸性電解水を用いて弱酸性陽イオン交換樹脂９の再生を行うことができる。この際、弱酸性陽イオン交換樹脂９からは、軟水化処理の際に取り込んだ硬度成分である陽イオンが放出される。
【0030】
弱酸性陽イオン交換樹脂９としては、特に制限はなく、汎用的なものを使用することができ、例えば、カルボキシ基（－ＣＯＯＨ）を交換基とするものが挙げられる。また、カルボキシ基の水素イオン（Ｈ＋）が、金属イオン、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）等の陽イオンとなっているものでもよい。
【0031】
＜中和槽＞
中和槽５は、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の作用により、軟水化槽４から出てきた水素イオンを含む軟水（酸性化した軟水）のｐＨ（水素イオン濃度指数）を中和し、中性の軟水とする。具体的には、中和槽５は、軟水化槽４からの軟水に含まれる水素イオンをアニオン（陰イオン）とともに吸着するため、軟水のｐＨが上がり、中性の軟水とすることができる。また、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０は、後述する再生処理において、アルカリ性電解水を用いて再生を行うことができる。中和槽５は、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を備えている。
中和槽５は、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の作用により、軟水化槽４から出てきた水素イオンを含む軟水（酸性化した軟水）のｐＨ（水素イオン濃度指数）を中和し、中性の軟水とする。具体的には、中和槽５は、軟水化槽４からの軟水に含まれる水素イオンをアニオン（陰イオン）とともに吸着するため、軟水のｐＨが上がり、中性の軟水とすることができる。また、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０は、後述する再生処理において、アルカリ性電解水を用いて再生を行うことができる。中和槽５は、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を備えている。
【0032】
中和槽５は、例えば円筒状の容器に弱塩基性陰イオン交換樹脂１０が充填されて構成されている。
【0033】
中和槽５は、第一中和槽５ａと第二中和槽５ｂとを含んで構成される。
【0034】
第一中和槽５ａは、例えば円筒状の容器に第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａが充填されて構成されている。第二中和槽５ｂは、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂが充填されて構成されている。また、第一中和槽５ａと第二中和槽５ｂとは、略同一の流路長、流路断面積、及び同体積の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を有していることが望ましい。なお、以下では、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂに関しては、特に両者を区別する必要がない場合には、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０として説明する。
【0035】
弱塩基性陰イオン交換樹脂１０は、通水される水に含まれる水素イオンを中和し、中性の水を生成する。弱塩基性陰イオン交換樹脂１０としては、特に制限はなく、汎用的なものを使用することができ、例えば、遊離塩基型となっているものが挙げられる。
【0036】
＜原水検知部＞
原水検知部３は流路３０に設けられ、流入口２から供給され流路３０を流通する硬度成分を含む原水の電気伝導度（原水電気伝導度）を検知する。原水検知部３は、後述する取得部１７および制御部２０と無線又は有線により通信可能に接続される。検知した原水電気伝導度に関する情報は、取得部１７および制御部２０の入力信号として用いられる。原水検知部３として、液体の電気伝導度を測定する検出器であれば汎用的なものを使用することができる。
原水検知部３は流路３０に設けられ、流入口２から供給され流路３０を流通する硬度成分を含む原水の電気伝導度（原水電気伝導度）を検知する。原水検知部３は、後述する取得部１７および制御部２０と無線又は有線により通信可能に接続される。検知した原水電気伝導度に関する情報は、取得部１７および制御部２０の入力信号として用いられる。原水検知部３として、液体の電気伝導度を測定する検出器であれば汎用的なものを使用することができる。
【0037】
ここで、水は、純水であればほぼ電気を通さない絶縁体であるが、種々の物質が溶解（イオン化）することで通電しやすくなる。つまり、液体の電気伝導度は、液体中に含まれるイオン化した物質量の指標となる。一般的な原水においては、原水の水源となる河川水あるいは地下水に多く含まれるイオンの含有量に比例し、含有されるイオンとしては、陽イオンではカルシウムイオン、マグネシウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、陰イオンでは、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンなどが挙げられる。
【0038】
＜軟水検知部＞
軟水検知部６は流路３４に設けられ、第二中和槽５ｂから流出した中性の軟水の電気伝導度（軟水の電気伝導度）を検知する。軟水検知部６は、後述する取得部１７および制御部２０と無線又は有線により通信可能に接続される。検知した軟水の電気伝導度に関する情報は、取得部１７および制御部２０の入力信号として用いられる。軟水検知部６として、液体の電気伝導度を測定する検出器であれば汎用的なものを使用することができる。例えば、交流２電極方式、交流４電極方式および電磁誘導方式を用いる形態が挙げられる。
軟水検知部６は流路３４に設けられ、第二中和槽５ｂから流出した中性の軟水の電気伝導度（軟水の電気伝導度）を検知する。軟水検知部６は、後述する取得部１７および制御部２０と無線又は有線により通信可能に接続される。検知した軟水の電気伝導度に関する情報は、取得部１７および制御部２０の入力信号として用いられる。軟水検知部６として、液体の電気伝導度を測定する検出器であれば汎用的なものを使用することができる。例えば、交流２電極方式、交流４電極方式および電磁誘導方式を用いる形態が挙げられる。
【0039】
＜再生装置＞
再生装置８は、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生させ、且つ、中和槽５の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生させる機器である。具体的には、再生装置８は、電解槽１１と、処理槽１３と、送水ポンプ１４とを含んで構成される。そして、再生装置８は、流入口２から取水口７までの流路３３、流路３０、流路３４、及び流路３１に対して、第一供給流路４１、第一回収流路４５、第二供給流路４２、及び第二回収流路４６がそれぞれ接続されている。また、第一バイパス流路４３によって、流路３１及び流路３２が接続されている。また、第二バイパス流路４４によって、流路３２及び流路３３が接続されている。そして、各流路は、後述する循環流路４０（第一循環流路４０ａ、第二循環流路４０ｂ）を構成している。
再生装置８は、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生させ、且つ、中和槽５の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生させる機器である。具体的には、再生装置８は、電解槽１１と、処理槽１３と、送水ポンプ１４とを含んで構成される。そして、再生装置８は、流入口２から取水口７までの流路３３、流路３０、流路３４、及び流路３１に対して、第一供給流路４１、第一回収流路４５、第二供給流路４２、及び第二回収流路４６がそれぞれ接続されている。また、第一バイパス流路４３によって、流路３１及び流路３２が接続されている。また、第二バイパス流路４４によって、流路３２及び流路３３が接続されている。そして、各流路は、後述する循環流路４０（第一循環流路４０ａ、第二循環流路４０ｂ）を構成している。
【0040】
ここで、第一供給流路４１は、電解槽１１から第二軟水化槽４ｂへ酸性電解水を供給する流路である。
【0041】
第一バイパス流路４３は、第二軟水化槽４ｂを流通した酸性電解水を、第一中和槽５ａをバイパスして第一軟水化槽４ａに供給する流路である。
【0042】
第一回収流路４５は、第一軟水化槽４ａを通過した硬度成分を含む酸性電解水を処理槽１３へ回収する流路である。
【0043】
第二供給流路４２は、電解槽１１から第二中和槽５ｂへアルカリ性電解水を供給する流路である。
【0044】
第二バイパス流路４４は、第二中和槽５ｂを流通したアルカリ性電解水を、第二軟水化槽４ｂをバイパスして第一中和槽５ａに供給する流路である。
【0045】
第二回収流路４６は、第一中和槽５ａを通過したアルカリ性電解水を処理槽１３へ回収する流路である。
【0046】
＜電解槽＞
電解槽１１は、内部に設けた電極１２（電極１２ａ及び電極１２ｂ）を用いて、流入した水（処理槽１３から供給される水）を電気分解することによって、酸性電解水とアルカリ性電解水とを生成して排出する。より詳細には、電気分解の際に陽極となる電極１２ａでは、電気分解により水素イオンが生じ、酸性電解水が生成する。また、電気分解の際に陰極となる電極１２ｂでは、電気分解により水酸化物イオンが生じ、アルカリ性電解水が生成する。そして、電解槽１１は、酸性電解水を、第一供給流路４１を介して第二軟水化槽４ｂに供給する。また、電解槽１１は、アルカリ性電解水を、第二供給流路４２を介して第二中和槽５ｂに供給する。詳細は後述するが、電解槽１１によって生成された酸性電解水は、第一軟水化槽４ａの第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二軟水化槽４ｂの第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂの再生に使用される。また、電解槽１１によって生成されたアルカリ性電解水は、第一中和槽５ａの第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二中和槽５ｂの第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂの再生に使用される。なお、電解槽１１は、後述する制御部２０によって、電極１２への通電状態を制御できるように構成されている。
電解槽１１は、内部に設けた電極１２（電極１２ａ及び電極１２ｂ）を用いて、流入した水（処理槽１３から供給される水）を電気分解することによって、酸性電解水とアルカリ性電解水とを生成して排出する。より詳細には、電気分解の際に陽極となる電極１２ａでは、電気分解により水素イオンが生じ、酸性電解水が生成する。また、電気分解の際に陰極となる電極１２ｂでは、電気分解により水酸化物イオンが生じ、アルカリ性電解水が生成する。そして、電解槽１１は、酸性電解水を、第一供給流路４１を介して第二軟水化槽４ｂに供給する。また、電解槽１１は、アルカリ性電解水を、第二供給流路４２を介して第二中和槽５ｂに供給する。詳細は後述するが、電解槽１１によって生成された酸性電解水は、第一軟水化槽４ａの第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二軟水化槽４ｂの第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂの再生に使用される。また、電解槽１１によって生成されたアルカリ性電解水は、第一中和槽５ａの第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二中和槽５ｂの第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂの再生に使用される。なお、電解槽１１は、後述する制御部２０によって、電極１２への通電状態を制御できるように構成されている。
【0047】
＜処理槽＞
処理槽１３は、空気抜き弁１６を備えたタンクまたは容器である。処理槽１３は、弱酸性陽イオン交換樹脂９及び弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生する際に循環流路４０（図２参照）内を流通させる水を確保し、貯留するものである。また、処理槽１３は、軟水化槽４を流通した硬度成分を含む酸性電解水と、中和槽５を流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水とを混合し、電解槽１１に供給するものである。
処理槽１３は、空気抜き弁１６を備えたタンクまたは容器である。処理槽１３は、弱酸性陽イオン交換樹脂９及び弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生する際に循環流路４０（図２参照）内を流通させる水を確保し、貯留するものである。また、処理槽１３は、軟水化槽４を流通した硬度成分を含む酸性電解水と、中和槽５を流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水とを混合し、電解槽１１に供給するものである。
【0048】
処理槽１３では、混合された硬度成分とアルカリ性電解水とが反応することにより反応生成物（原水に含まれる硬度成分に起因した反応生成物）が生成される。より詳細には、処理槽１３には、軟水化槽４内の弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生した後における、硬度成分が含まれる酸性電解水が第一回収流路４５を介して通水される。また、処理槽１３には、中和槽５内の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生した後における、陰イオン（例えば塩化物イオン及び水酸化物イオン）を含有するアルカリ性電解水が第二回収流路４６を介して通水される。そして、処理槽１３において、硬度成分を含む酸性電解水と、陰イオンを含むアルカリ性電解水とを混合し、硬度成分がアルカリ性電解水と反応する。例えば、酸性電解水中の硬度成分がカルシウムイオンの場合、アルカリ性電解水と混合されることにより、炭酸カルシウムが生じたり、水酸化カルシウムが生じる反応が起こったりする。そして、反応した硬度成分は、後述するろ過部１５により反応生成物として分離することが可能となり、処理水を得ることができる。
【0049】
なお、「硬度成分が反応する」とは、硬度成分すべてが反応することのみならず、処理槽１３に反応しない成分もしくは溶解度積を超えない濃度の成分が含まれている状態も含むものとする。
【0050】
そして、処理槽１３により硬度成分が反応して得られた処理水は、電解槽１１に通水され、電解槽１１において電気分解され、酸性電解水及びアルカリ性電解水となって軟水化槽４及び中和槽５にそれぞれ供給される。そして、酸性電解水及びアルカリ性電解水は、それぞれ、軟水化槽４及び中和槽５において再利用された後、再び処理槽１３へ通水される。従って、弱酸性陽イオン交換樹脂９の再生及び弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生に使用した酸性電解水及びアルカリ性電解水を再利用することができる。しかも、硬度成分が反応した水を再利用するため、弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生する際の再生効率の低減を抑えることができる。
【0051】
＜送水ポンプ＞
送水ポンプ１４は、再生装置８による再生処理の際に、循環流路４０（図２参照）に水を流通させる機器である。送水ポンプ１４は、処理槽１３と電解槽１１との間を連通接続する送水流路５０に設けられている。なお、送水ポンプ１４は、電解槽１１の上流側、且つ、処理槽１３の下流側に配置することが好ましい。このような配置とするのは、一つの送水ポンプ１４で、後述する第一循環流路４０ａ及び第二循環流路４０ｂに水を循環させやすくなるからである。また、送水ポンプ１４は、後述する制御部２０と無線又は有線により通信可能に接続されている。送水ポンプ１４とは、例えば、再生処理中に後述する循環流路４０の所要流量を供給できる遠心ポンプなどが挙げられる。
送水ポンプ１４は、再生装置８による再生処理の際に、循環流路４０（図２参照）に水を流通させる機器である。送水ポンプ１４は、処理槽１３と電解槽１１との間を連通接続する送水流路５０に設けられている。なお、送水ポンプ１４は、電解槽１１の上流側、且つ、処理槽１３の下流側に配置することが好ましい。このような配置とするのは、一つの送水ポンプ１４で、後述する第一循環流路４０ａ及び第二循環流路４０ｂに水を循環させやすくなるからである。また、送水ポンプ１４は、後述する制御部２０と無線又は有線により通信可能に接続されている。送水ポンプ１４とは、例えば、再生処理中に後述する循環流路４０の所要流量を供給できる遠心ポンプなどが挙げられる。
【0052】
＜ろ過部＞
ろ過部１５は、処理槽１３から電解槽１１へ繋がる送水流路５０の前段に設けられている。そして、ろ過部１５は、処理槽１３を流通した水に含まれる析出物を分離する。析出物とは、軟水化槽４を流通した硬度成分を含む酸性電解水と中和槽５を流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水とが反応することにより生成する反応生成物である。
ろ過部１５は、処理槽１３から電解槽１１へ繋がる送水流路５０の前段に設けられている。そして、ろ過部１５は、処理槽１３を流通した水に含まれる析出物を分離する。析出物とは、軟水化槽４を流通した硬度成分を含む酸性電解水と中和槽５を流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水とが反応することにより生成する反応生成物である。
【0053】
ろ過部１５で析出物の分離を行うことにより、送水流路５０を流通する処理水には、析出物が含まれなくなるため、電解槽１１への析出物の流入、電極１２や電解槽１１内の膜への析出物の付着による性能劣化、および軟水化槽４、中和槽５への析出物の流入を防ぐことができる。
【0054】
ろ過部１５は、処理槽１３における硬度成分との反応生成物を分離可能であればその形態は問わない。例えば、カートリッジタイプのフィルター、粒状ろ材を用いたろ過層、サイクロン型の固液分離機、中空糸膜等を用いる形態が挙げられる。
【0055】
＜開閉弁＞
複数の開閉弁（開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２）は、各流路にそれぞれ設けられ、各流路において「開放」された状態と、「閉止」された状態とに切り替えられる。また、複数の開閉弁（開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２）はそれぞれ、後述する制御部２０と無線又は有線により通信可能に接続されている。
複数の開閉弁（開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２）は、各流路にそれぞれ設けられ、各流路において「開放」された状態と、「閉止」された状態とに切り替えられる。また、複数の開閉弁（開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２）はそれぞれ、後述する制御部２０と無線又は有線により通信可能に接続されている。
【0056】
＜取得部＞
取得部１７は、後述する制御部２０と接続され、原水検知部３で検知した原水の電気伝導度に対して、補正を行い、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度（第一電気伝導度）を取得する。補正の方法として、原水の電気伝導度に対する所定値の乗算などが挙げられる。ここで、所定値とは、例えば、原水の電気伝導度のうち、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度が占める割合である。この、原水の電気伝導度のうち、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度が占める割合は国や地域によって異なってくる。これは国や地域によって原水中に含まれるイオン成分の比率が異なるためである。しかしながら、同一の国や地域であれば、原水中のイオン成分の比率の時間的変化は少ない。そのため、軟水化装置１を使用する国や地域に対応した所定値をあらかじめ設定し、この所定値を用いて原水の電気伝導度を補正することで、本来であればイオン成分種の区別が不可能な手法である電気伝導度測定においても、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を取得することができる。
取得部１７は、後述する制御部２０と接続され、原水検知部３で検知した原水の電気伝導度に対して、補正を行い、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度（第一電気伝導度）を取得する。補正の方法として、原水の電気伝導度に対する所定値の乗算などが挙げられる。ここで、所定値とは、例えば、原水の電気伝導度のうち、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度が占める割合である。この、原水の電気伝導度のうち、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度が占める割合は国や地域によって異なってくる。これは国や地域によって原水中に含まれるイオン成分の比率が異なるためである。しかしながら、同一の国や地域であれば、原水中のイオン成分の比率の時間的変化は少ない。そのため、軟水化装置１を使用する国や地域に対応した所定値をあらかじめ設定し、この所定値を用いて原水の電気伝導度を補正することで、本来であればイオン成分種の区別が不可能な手法である電気伝導度測定においても、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を取得することができる。
【0057】
＜校正部＞
校正部１８は、後述する制御部２０と接続され、取得部１７で取得した、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度（第一電気伝導度）に基づいて、軟水検知部６で得られた軟水の電気伝導度を校正し、第二電気伝導度として出力する。
校正部１８は、後述する制御部２０と接続され、取得部１７で取得した、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度（第一電気伝導度）に基づいて、軟水検知部６で得られた軟水の電気伝導度を校正し、第二電気伝導度として出力する。
【0058】
校正方法として、例えば、軟水の電気伝導度の値から第一電気伝導度の値を減算する方法が挙げられる。このように校正したとき、第二電気伝導度に対応するイオン成分としては主に、硬度成分であるカルシウムイオン、マグネシウムイオン、およびこれら陽イオンの対イオンである塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンが挙げられ、ナトリウムイオン、カリウムイオン等の一価の陽イオン成分は除かれる。そのため、第二電気伝導度を用いることで、後述の算出部１９において軟水中の硬度成分を算出することができる。
【0059】
上記のように、第二電気伝導度に対応するイオン成分として、一価の陽イオンが含まれないように校正する理由を、ナトリウムイオンを例にして説明する。校正を行う理由として、電気伝導度に対するナトリウムイオンの影響の大きさが挙げられる。軟水検知部６を流通する軟水は、ナトリウムイオンを含む。これは、原水が軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９を流通することで軟水化される際に、ナトリウムイオンと、硬度成分であるカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンとで、弱酸性陽イオン交換樹脂９とのイオン交換反応のされやすさが異なることに起因する。２価の陽イオンであるカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンに比べ、１価の陽イオンであるナトリウムイオンは、弱酸性陽イオン交換樹脂９とのイオン交換反応が起こりにくい。そのため、これらのイオンが含まれる水を弱酸性陽イオン交換樹脂９に流通させた場合、カルシウムイオンおよびマグネシウムイオンが優先的にイオン交換される。特に、生活用水として使用される市水を原水とする場合については、一般的なイオン成分比率を考えると、軟水化処理に使用されていない（官能基の末端が全て水素イオンである）弱酸性陽イオン交換樹脂９に対して原水を流通させた場合のみ、ナトリウムイオンの一部がイオン交換される程度であり、多くの場合において、ナトリウムイオンは軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９ではイオン交換されず、軟水に含まれたまま取り出される。
【0060】
したがって、校正部１８による構成を行わない場合では、ナトリウムイオンを含んだ電気伝導度を基に、硬度を算出することになってしまうため、軟水の正確な硬度を算出することが困難である。そのため、校正部１８による校正を行うことにより、ナトリウムイオン等の１価の陽イオンによる影響を低減した電気伝導度である第二電気伝導度を基にして軟水の硬度を正確に算出することができる。
【0061】
＜算出部＞
算出部１９は、後述する制御部２０と接続され、校正部１８で出力された第二電気伝導度に対して補正を行い、軟水中の硬度成分を算出し、硬度成分情報を出力する。硬度成分情報は、中和軟水の硬度成分濃度を含む。補正の方法として、例えば、第二電気伝導度に対する所定値の乗算などが挙げられる。ここで所定値とは、例えば、第二電気伝導度と軟水中の硬度成分との間の比例定数である。一般的に水の電気伝導度は、水中のイオン成分の濃度に比例し、水中のイオン成分の濃度が高くなるほど、電気伝導度も大きくなる。イオン濃度と電気伝導度の比例定数は、イオン種によってそれぞれ異なる。第二電気伝導度中には、硬度成分による電気伝導度の他に、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンなどの陰イオンによる電気伝導度も含まれるが、軟水化装置１を使用する国や地域に対応した陰イオン組成をあらかじめ考慮し、所定値として用いる比例定数の設定を調整することで、より正確に軟水中の硬度成分情報の算出を行うことができる。
算出部１９は、後述する制御部２０と接続され、校正部１８で出力された第二電気伝導度に対して補正を行い、軟水中の硬度成分を算出し、硬度成分情報を出力する。硬度成分情報は、中和軟水の硬度成分濃度を含む。補正の方法として、例えば、第二電気伝導度に対する所定値の乗算などが挙げられる。ここで所定値とは、例えば、第二電気伝導度と軟水中の硬度成分との間の比例定数である。一般的に水の電気伝導度は、水中のイオン成分の濃度に比例し、水中のイオン成分の濃度が高くなるほど、電気伝導度も大きくなる。イオン濃度と電気伝導度の比例定数は、イオン種によってそれぞれ異なる。第二電気伝導度中には、硬度成分による電気伝導度の他に、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンなどの陰イオンによる電気伝導度も含まれるが、軟水化装置１を使用する国や地域に対応した陰イオン組成をあらかじめ考慮し、所定値として用いる比例定数の設定を調整することで、より正確に軟水中の硬度成分情報の算出を行うことができる。
【0062】
なお、第二電気伝導度が０以下の場合には、軟水中の硬度成分濃度を０として算出する。この場合、軟水の硬度は０と判断される。第二電気伝導度が０以下となる場合とは、軟水の電気伝導度が第一電気伝導度と同等になる場合、あるいは軟水の電気伝導度が第一電気伝導度以下になる場合である。この場合の具体的な例として、原水検知部３を流通した原水中の硬度成分の略全量が弱酸性陽イオン交換樹脂９に吸着され軟水検知部６を流通する軟水に含まれない場合や、原水検知部３を流通した原水中の硬度成分の略全量及びナトリウムイオン等の硬度成分以外のイオンの一部が弱酸性陽イオン交換樹脂９あるいは弱塩基性陰イオン交換樹脂１０に吸着され軟水検知部を流通する軟水に含まれない場合が挙げられる。
【0063】
＜制御部＞
制御部２０は、硬度成分を含む原水を軟水化する軟水化処理を制御する。また、制御部２０は、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９及び中和槽５の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生処理を制御する。さらに、制御部２０は、軟水化装置１の軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを制御する。この際、制御部２０は、電極１２、送水ポンプ１４、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２の動作を制御し、軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを行い、それぞれの処理を実行させる。
制御部２０は、硬度成分を含む原水を軟水化する軟水化処理を制御する。また、制御部２０は、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９及び中和槽５の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生処理を制御する。さらに、制御部２０は、軟水化装置１の軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを制御する。この際、制御部２０は、電極１２、送水ポンプ１４、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２の動作を制御し、軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを行い、それぞれの処理を実行させる。
【0064】
制御部２０は、取得部１７、校正部１８、算出部１９、表示部２１と接続され、それぞれ原水電気伝導度、軟水の電気伝導度、第一電気伝導度、第二電気伝導度、軟水中の硬度成分の入出力を制御する。
【0065】
なお、制御部２０は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを有している。そして、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御部として機能する。プロセッサが実行するプログラムは、ここではコンピュータシステムのメモリに予め記録されているとしたが、光ディスク、メモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて提供されてもよい。
【0066】
＜表示部＞
表示部２１は、制御部２０と無線または有線により接続され、算出部１９により算出された軟水中の硬度成分に関する情報（硬度成分情報）を表示する。表示部２１は、軟水化装置１の筐体に設置される液晶モニターであってもよいし、軟水化装置１の利用者が所持するスマートフォンの画面であってもよい。ここで、表示部２１に表示される軟水中の硬度成分に関する情報は、例えば、軟水の硬度を数値とした情報、あるいは軟水の硬度の数値を基に、独自の硬度レベルのうち、どのレベルに属するかを図示した情報などが挙げられる。これにより、軟水化装置１の利用者は、軟水化装置１から取り出される軟水の硬度を視覚的に知ることができる。
表示部２１は、制御部２０と無線または有線により接続され、算出部１９により算出された軟水中の硬度成分に関する情報（硬度成分情報）を表示する。表示部２１は、軟水化装置１の筐体に設置される液晶モニターであってもよいし、軟水化装置１の利用者が所持するスマートフォンの画面であってもよい。ここで、表示部２１に表示される軟水中の硬度成分に関する情報は、例えば、軟水の硬度を数値とした情報、あるいは軟水の硬度の数値を基に、独自の硬度レベルのうち、どのレベルに属するかを図示した情報などが挙げられる。これにより、軟水化装置１の利用者は、軟水化装置１から取り出される軟水の硬度を視覚的に知ることができる。
【0067】
【0068】
説明が重複するが、図２に示すように、軟水化装置１において、再生装置８を構成する電解槽１１及び処理槽１３は、送水流路５０によって連通接続される。また、電解槽１１及び処理槽１３は、流入口２から取水口７までの流路３３、流路３０、流路３４、及び流路３１に対して、第一供給流路４１、第一回収流路４５、第二供給流路４２、及び第二回収流路４６がそれぞれ接続されている。また、第一バイパス流路４３によって、流路３１及び流路３２がバイパス接続されている。また、第二バイパス流路４４によって、流路３２及び流路３３がバイパス接続されている。そして、各流路は、後述する循環流路４０（第一循環流路４０ａ、第二循環流路４０ｂ）を構成している。
【0069】
第一供給流路４１は、電解槽１１から第二軟水化槽４ｂへ酸性電解水を供給する流路であり、その流路には、開閉弁６３が設置されている。すなわち、軟水化装置１は、電解槽１１から酸性電解水を引き出して第二軟水化槽４ｂの下流側へ送水可能とする第一供給流路４１を備える。
【0070】
また、第一バイパス流路４３は、第二軟水化槽４ｂから第一軟水化槽４ａへ酸性電解水を供給する流路であり、その流路には、開閉弁６５が設置されている。すなわち、軟水化装置１は、第二軟水化槽４ｂを流通した酸性電解水を第一軟水化槽４ａの下流側へ送水可能とする第一バイパス流路４３を備える。なお、第一バイパス流路４３を設けることにより、第一軟水化槽４ａと第二軟水化槽４ｂとの間に存在する第一中和槽５ａに酸性電解水を流通させることなく再生処理を進行させることができる。
【0071】
そして、第一回収流路４５は、第一軟水化槽４ａを通過した硬度成分を含む酸性電解水を処理槽１３へ回収する流路であり、その流路には、開閉弁６１が設置されている。すなわち、軟水化装置１は、処理槽１３の上流側を第一軟水化槽４ａの上流側に接続可能とする第一回収流路４５を備える。
【0072】
第二供給流路４２は、電解槽１１から第二中和槽５ｂへアルカリ性電解水を供給する流路であり、その流路には、開閉弁６４が設置されている。すなわち、軟水化装置１は、電解槽１１からアルカリ性電解水を引き出して第二中和槽５ｂの下流側へ送水可能とする第二供給流路４２を備える。
【0073】
また、第二バイパス流路４４は、第二中和槽５ｂから第一中和槽５ａへアルカリ性電解水を供給する流路であり、その流路には、開閉弁６６が設置されている。すなわち、軟水化装置１は、第二中和槽５ｂを流通したアルカリ性電解水を第一中和槽５ａの下流側へ送水可能とする第二バイパス流路４４を備える。
【0074】
そして、第二回収流路４６は、第一中和槽５ａを通過したアルカリ性電解水を処理槽１３へ回収する流路であり、その流路には、開閉弁６２が設置されている。すなわち、軟水化装置１は、処理槽１３の上流側を第一中和槽５ａの上流側に接続可能とする第二回収流路４６を備える。
【0075】
循環流路４０は、送水ポンプ１４によって処理槽１３から送出された水が、第二軟水化槽４ｂ及び第一軟水化槽４ａを流通する第一循環流路４０ａと、送水ポンプ１４によって処理槽１３から送出された水が、第二中和槽５ｂ及び第一中和槽５ａを流通する第二循環流路４０ｂとを含む。
【0076】
第一循環流路４０ａは、図２（白矢印）に示すように、送水ポンプ１４によって処理槽１３から送出された水が、電解槽１１、第二軟水化槽４ｂ、及び第一軟水化槽４ａを流通し、処理槽１３に戻って循環する流路である。より詳細には、第一循環流路４０ａは、送水ポンプ１４によって処理槽１３から送出された水が、送水流路５０、電解槽１１、第一供給流路４１、開閉弁６３、第二軟水化槽４ｂ、第一バイパス流路４３、開閉弁６５、第一軟水化槽４ａ、第一回収流路４５、開閉弁６１、処理槽１３の順に流通して循環する流路である。
【0077】
第二循環流路４０ｂは、図２（黒矢印）に示すように、送水ポンプ１４によって処理槽１３から送出された水が、電解槽１１、第二中和槽５ｂ、及び第一中和槽５ａを流通し、処理槽１３に戻って循環する流路である。より詳細には、第二循環流路４０ｂは、送水ポンプ１４によって処理槽１３から送出された水が、送水流路５０、電解槽１１、第二供給流路４２、開閉弁６４、第二中和槽５ｂ、第二バイパス流路４４、開閉弁６６、第一中和槽５ａ、第二回収流路４６、開閉弁６２、処理槽１３の順に流通して循環する流路である。
【0078】
ここで、循環流路４０において水を循環させるための各流路の状態を説明する。
【0079】
流路３３には、第一供給流路４１の下流側、且つ、第二バイパス流路４４の上流側に開閉弁５４が設置されている。そして、開閉弁５４を閉止して、開閉弁６３を開放することで、第二軟水化槽４ｂの下流側に第一供給流路４１が連通接続された状態となる。これにより、電解槽１１からの酸性電解水を第二軟水化槽４ｂに供給できるようになる。
【0080】
流路３１には、第一バイパス流路４３の下流側、且つ、第二回収流路４６の上流側に開閉弁５２が設置されている。また、流路３２には、第二バイパス流路４４の下流側、且つ、第一バイパス流路４３の上流側に開閉弁５３が設置されている。そして、開閉弁５２及び開閉弁５３を閉止して、開閉弁６５を開放することで、第二軟水化槽４ｂの上流側、且つ、第一軟水化槽４ａの下流側に、第一バイパス流路４３が連通接続された状態となる。これにより、第二軟水化槽４ｂを流通した酸性電解水を第一軟水化槽４ａに供給できるようになる。
【0081】
また、流路３０には、流入口２の下流側、且つ、第一回収流路４５の上流側に開閉弁５１が設置されている。そして、開閉弁５１及び開閉弁５２を閉止して、開閉弁６１を開放することで、第一軟水化槽４ａの上流側に第一回収流路４５が連通接続された状態となる。これにより、軟水化装置１では、第一軟水化槽４ａ及び第二軟水化槽４ｂを流通した水（硬度成分を含む酸性電解水）を処理槽１３へ回収することができるようになる。
【0082】
また、開閉弁５２を閉止して、開閉弁６２を開放することで、第一中和槽５ａの上流側に第二回収流路４６が連通接続された状態となる。これにより、第一中和槽５ａ及び第二中和槽５ｂを流通した水（陰イオンを含むアルカリ性電解水）を処理槽１３へ回収することができるようになる。
【0083】
また、開閉弁５２、開閉弁５３及び開閉弁５４を閉止して、開閉弁６６を開放することで、第一中和槽５ａの下流側、且つ、第二中和槽５ｂの上流側に、第二バイパス流路４４が連通接続された状態となる。これにより、第二中和槽５ｂを流通したアルカリ性電解水を第一中和槽５ａに供給できるようになる。
【0084】
また、開閉弁５４及び開閉弁５５を閉止して、開閉弁６４を開放することで、第二中和槽５ｂの下流側に第二供給流路４２が連通接続された状態となる。これにより、軟水化装置１では、電解槽１１からのアルカリ性電解水を第二中和槽５ｂに供給できるようになる。
【0085】
また、送水流路５０には、処理槽１３の下流側（処理槽１３と送水ポンプ１４との間の位置）に開閉弁７１が設置されている。開閉弁７１を閉止することにより、処理槽１３に水を貯留することができる。一方、開閉弁７１を開放することにより、送水流路５０へ水を供給することができる。
【0086】
また、開閉弁５１及び開閉弁５５を閉止することによって、循環流路４０への水を供給することができる一方、開閉弁５１及び開閉弁５５を開放することによって、循環流路４０への水の供給を停止することができる。
【0087】
以上が軟水化装置１の構成である。
【0088】
続いて、軟水化装置１の動作時について説明する。
【0089】
【0090】
軟水化処理、再生処理、及び排水処理では、制御部２０は、図３に示すように、原水検知部３、軟水検知部６、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、開閉弁７２、電解槽１１の電極１２、及び送水ポンプ１４を切り替えてそれぞれの流通状態となるように制御する。
【0091】
ここで、図３中の「ＯＮ」は、原水検知部３及び軟水検知部６が通電している状態、該当の開閉弁が「開放」した状態、電極１２が通電している状態、及び送水ポンプ１４が動作している状態をそれぞれ示す。空欄は、原水検知部３及び軟水検知部６が通電していない状態、該当の開閉弁が「閉止」した状態、電極１２が通電していない状態、送水ポンプ１４が停止している状態をそれぞれ示す。
【0092】
＜＜再生処理＞＞
まず、軟水化装置１の再生装置８による再生処理時の動作について、図３の「水注入時」及び「再生時」の欄を参照して順に説明する。
まず、軟水化装置１の再生装置８による再生処理時の動作について、図３の「水注入時」及び「再生時」の欄を参照して順に説明する。
【0093】
軟水化装置１において、弱酸性陽イオン交換樹脂９を充填した軟水化槽４は、使用を続けると陽イオン交換能力が低下または消失する。すなわち、陽イオン交換樹脂の官能基である水素イオンすべてが、硬度成分であるカルシウムイオンあるいはマグネシウムイオンと交換された後は、イオン交換ができなくなる。このような状態になると、硬度成分が処理水中に含まれるようになる。このため、軟水化装置１では、再生装置８による軟水化槽４及び中和槽５の再生処理を行う必要が生じる。
【0094】
そこで、軟水化装置１では、所定の期間（例えば２４時間）に１回、制御部２０によって再生処理が可能な時間帯を特定して、再生処理を実行する。
【0095】
まず、図３に示すように、水注入時において、開閉弁５１及び開閉弁６１を開放する。これにより、軟水化装置１は、市水の圧力によって、流入口２から第一回収流路４５を介して原水を処理槽１３へ導入する。この時、開閉弁５２～開閉弁５５、開閉弁６２～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２は閉止している。処理槽１３に、軟水化装置１の容量に応じた所定の量の水を貯留することで、再生装置８は、再生時の水量を確保することができる。
【0096】
次に、再生時において、開閉弁５１～開閉弁５５、及び開閉弁７２を閉止して、開閉弁６１～開閉弁６６、及び開閉弁７１を開放すると、図２に示すように、第一循環流路４０ａ及び第二循環流路４０ｂがそれぞれ形成される。
【0097】
そして、電解槽１１の電極１２及び送水ポンプ１４を動作させると、処理槽１３に貯留した水が第一循環流路４０ａ及び第二循環流路４０ｂのそれぞれを循環する。
【0098】
この際、電解槽１１で生成した酸性電解水は、第一供給流路４１を流通し第二軟水化槽４ｂ内に送水され、内部の第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂを流通する。そして、第二軟水化槽４ｂを流通した酸性電解水は、第一バイパス流路４３を流通し、第一軟水化槽４ａ内に送水され、内部の第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａを流通する。すなわち、酸性電解水を第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂに通水することで、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂに吸着されている陽イオン（硬度成分）が、酸性電解水に含まれる水素イオンとイオン交換反応を起こす。これにより、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂが再生される。その後、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａを流通した酸性電解水は、陽イオンを含み、第一回収流路４５へ流入する。すなわち、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂを流通した陽イオンを含む酸性電解水は、第一バイパス流路４３及び第一回収流路４５を介して処理槽１３内に回収される。
【0099】
このように、第一循環流路４０ａは、酸性電解水を、原水の流入口から最も下流に位置し、硬度成分の吸着量が少ない第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂを有する第二軟水化槽４ｂの下流側から流通させ、上流に位置しており第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂに比べて硬度成分がより多く吸着している第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａを有する第一軟水化槽４ａの下流側へと流入させる。つまり、第一循環流路４０ａは、電解槽１１から送出された酸性電解水を、第二軟水化槽４ｂに流通させた後、第一バイパス流路４３によって第一軟水化槽４ａへと送出し、第一軟水化槽４ａを流通させ、処理槽１３に回収した後、電解槽１１へ流入させる。また、第一循環流路４０ａは、電解槽１１から送出された酸性電解水を、第一軟水化槽４ａ及び第二軟水化槽４ｂの下流側から第一軟水化槽４ａ及び第二軟水化槽４ｂに導入し、各軟水化槽の下流側に比べて硬度成分の吸着量が多い上流側から流出させる。
【0100】
一方、電解槽１１で生成したアルカリ性電解水は、第二供給流路４２を通って第二中和槽５ｂ内に送水され、内部の第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂを流通する。そして、第二中和槽５ｂを流通したアルカリ性電解水は、第二バイパス流路４４を流通し、第一中和槽５ａ内に送水され、内部の第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａを流通する。すなわち、アルカリ性電解水を第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂに通水させることで、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂに吸着されている陰イオンが、アルカリ性電解水に含まれる水酸化物イオンとイオン交換反応を起こす。これにより、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂが再生される。その後、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂを流通したアルカリ性電解水は、陰イオンを含み、第二回収流路４６へ流入する。すなわち、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂを流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水は、第二バイパス流路４４及び第二回収流路４６を介して処理槽１３内に回収される。
【0101】
そして、処理槽１３内では、第一軟水化槽４ａ及び第二軟水化槽４ｂから回収された陽イオンを含む酸性電解水と、第一中和槽５ａ及び第二中和槽５ｂから回収された陰イオンを含むアルカリ性電解水とが混合されて中和される。
【0102】
この時、陽イオン（硬度成分）を含む酸性電解水と、陰イオンを含むアルカリ性電解水とを混合することにより、硬度成分がアルカリ性電解水に含まれる水酸化物イオンと反応し、析出物が生じる。例えば、酸性電解水中の硬度成分がカルシウムイオンである場合、アルカリ性電解水により水酸化カルシウムが生じたり、水中に常在する炭酸イオンと結合して炭酸カルシウムが生じたりする。
【0103】
その後、処理槽１３中で処理された処理水は、ろ過部１５を流通する際に反応生成物が除去され、送水流路５０を介して電解槽１１に再び通水される。そして、通水された水は、電解槽１１において再び電解される。電解槽１１にて再び電解された電解水（酸性電解水、アルカリ性電解水）は、それぞれ弱酸性陽イオン交換樹脂９の再生と弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生に供される。
【0104】
そして、軟水化装置１では、再生処理が終了すると電極１２及び送水ポンプ１４の動作を停止させる。また、開閉弁７２を開放することで排水処理へ移行する。なお、再生処理の終了は、再生処理開始（電極１２の動作開始時）から一定時間とすればよい。
【0105】
＜＜排水処理＞＞
軟水化装置１では、再生処理が終了すると排水処理へ移行する。ここで、排水処理とは、循環流路４０内に残存している酸性電解水及びアルカリ性電解水の排水を行う処理である。
軟水化装置１では、再生処理が終了すると排水処理へ移行する。ここで、排水処理とは、循環流路４０内に残存している酸性電解水及びアルカリ性電解水の排水を行う処理である。
【0106】
次に、軟水化装置１による排水処理時の動作について、図３の「排水時」の欄を参照して説明する。
【0107】
軟水化装置１では、図３に示すように、排水処理（排水時）において、開閉弁５１～開閉弁５５を閉止して、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２を開放する。
【0108】
これにより、第一循環流路４０ａに残存している酸性電解水及び第二循環流路４０ｂに残存しているアルカリ性電解水を処理槽１３に流入させることができる。
【0109】
次に、開閉弁７２を開放すると空気抜き弁１６の作用により、処理槽１３内の電解水を装置外に排出することができる。
【0110】
排水処理を行うことにより、軟水化処理を再開した際に、循環流路４０内に残存する酸性電解水及びアルカリ性電解水が、流入口２から流入する原水と混在し、取水口７から排出されることを防ぐことができる。
【0111】
そして、軟水化装置１では、排水処理が終了すると、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２を閉止させ、開閉弁５１～開閉弁５５を開放することで軟水化処理へ移行する。なお、排水処理の終了は、排水処理開始から一定時間経過時とすればよい。
【0112】
＜＜軟水化処理＞＞
軟水化装置１は、排水処理が終了すると軟水化処理に移行する。
軟水化装置１は、排水処理が終了すると軟水化処理に移行する。
【0113】
次に、軟水化装置１による軟水化処理時の動作について、図３の「軟水化時」の欄を参照して説明する。
【0114】
軟水化装置１では、図３に示すように、軟水化処理（軟水化時）において、開閉弁５１～開閉弁５４を開放した状態で、取水口７に設けた開閉弁５５を開放する。これにより、外部から市水（硬度成分を含む原水）が軟水化槽４と中和槽５とを流通するので、軟水化装置１は、取水口７から軟水化した水（中性の軟水）を取り出すことができる。このとき、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２は、いずれも閉止した状態になっている。また、電解槽１１の電極１２及び送水ポンプ１４の動作も停止した状態である。
【0115】
具体的には、図１に示すように、軟水化処理では、供給される原水は、流入口２から流路３０を通って、第一軟水化槽４ａに供給される。そして、第一軟水化槽４ａに供給された原水は、第一軟水化槽４ａ内に備えられた第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａを流通する。このとき、原水中の硬度成分である陽イオンは第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａの作用により吸着され、水素イオンが放出される（イオン交換が行われる）。そして、原水から陽イオンが除去されることで原水が軟水化される。但し、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａにより軟水化された水は、硬度成分と交換されて流出した水素イオンを多く含むため、酸性化してｐＨが低い酸性水となっている。ｐＨが低下した状態では軟水化が進行しにくくなるため、第一軟水化槽４ａを流通した水を、第一中和槽５ａへ通水させ、中和を行う。
軟水化された水は、さらに流路３１を流通し、第一中和槽５ａへ流入する。第一中和槽５ａでは、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａの作用によって、軟水化された水に含まれる水素イオンが吸着される。つまり、第一軟水化槽４ａにより軟水化された水から水素イオンが除去されるので、低下したｐＨが上昇して中和される。
そのため、第一軟水化槽４ａにおいて軟水化した水をそのまま第二軟水化槽４ｂで軟水化する場合と比較して、第二軟水化槽４ｂでの軟水化処理が進行しやすくなる。第一中和槽５ａにより中和された水は、さらに流路３２を流通し、第二軟水化槽４ｂに流入する。
軟水化された水は、さらに流路３１を流通し、第一中和槽５ａへ流入する。第一中和槽５ａでは、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａの作用によって、軟水化された水に含まれる水素イオンが吸着される。つまり、第一軟水化槽４ａにより軟水化された水から水素イオンが除去されるので、低下したｐＨが上昇して中和される。
そのため、第一軟水化槽４ａにおいて軟水化した水をそのまま第二軟水化槽４ｂで軟水化する場合と比較して、第二軟水化槽４ｂでの軟水化処理が進行しやすくなる。第一中和槽５ａにより中和された水は、さらに流路３２を流通し、第二軟水化槽４ｂに流入する。
【0116】
第二軟水化槽４ｂでは、流路３２から中和された中性水が通水され、内部に充填された第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂを通過する。これにより、第二軟水化槽４ｂでは、第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂの作用により、硬度成分である陽イオンが吸着され、水素イオンが放出される。つまり第二軟水化槽４ｂでは、第一軟水化槽４ａで除去できなかった硬度成分が、第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂの有する水素イオンと交換され、軟水化が行われる。但し、第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂで軟水化された水は、硬度成分と交換されて流出した水素イオンを含むため、酸性水となっている。水素イオンを含む軟水は、流路３３を流通し、第二中和槽５ｂに流入する。第二中和槽５ｂでは、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂの作用により、流入した軟水に含まれる水素イオンが吸着される。つまり、軟水から水素イオンが除去されるので、低下したｐＨが上昇し、生活用水として使用可能な軟水化した中性水となる。言い換えると、第二中和槽５ｂでは、第二軟水化槽４ｂから流出した酸性水であり、第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂから放出された水素イオンを含む酸性水の中和が行われる。中和軟水は、流路３４を流通して取水口７から取り出すことができる。
【0117】
そして、軟水化装置１では、制御部２０で特定された時間帯になった場合もしくは軟水化処理が一定時間を超えた場合に再生処理を実行する。
【0118】
＜＜軟水の硬度の算出＞＞
軟水化装置１では、原水検知部３によって、流路３０を流通する原水の電気伝導度を検知し、軟水検知部６によって、流路３４を流通する軟水の電気伝導度を検知する。また、取得部１７において、原水検知部３から出力された原水の電気伝導度に対して、一定の補正（原水の電気伝導度に対する所定値の乗算など）を行い、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度（第一電気伝導度）を取得し、第一電気伝導度を出力する。出力された第一電気伝導度を用いて、校正部１８において軟水の電気伝導度を校正（軟水の電気伝導度の値から、第一電気伝導度の値を減算）し、第二電気伝導度として出力する。出力された第二電気伝導度を用いて、算出部１９において軟水の硬度を算出（第二電気伝導度に対する所定値の乗算など）し、軟水の硬度を数値として出力する。
軟水化装置１では、原水検知部３によって、流路３０を流通する原水の電気伝導度を検知し、軟水検知部６によって、流路３４を流通する軟水の電気伝導度を検知する。また、取得部１７において、原水検知部３から出力された原水の電気伝導度に対して、一定の補正（原水の電気伝導度に対する所定値の乗算など）を行い、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度（第一電気伝導度）を取得し、第一電気伝導度を出力する。出力された第一電気伝導度を用いて、校正部１８において軟水の電気伝導度を校正（軟水の電気伝導度の値から、第一電気伝導度の値を減算）し、第二電気伝導度として出力する。出力された第二電気伝導度を用いて、算出部１９において軟水の硬度を算出（第二電気伝導度に対する所定値の乗算など）し、軟水の硬度を数値として出力する。
【0119】
以上のようにして、軟水化装置１では、軟水化処理、再生処理、及び排水処理が繰り返し実行される。
【0120】
以上、本実施の形態１に係る軟水化装置１によれば、以下の効果を享受することができる。
【0121】
（１）軟水化装置１は、軟水化槽４と、中和槽５と、原水検知部３と、軟水検知部６と、取得部１７と、校正部１８と、算出部１９と、表示部２１とを備える。軟水化槽４は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂９により軟水化する。中和槽５は、軟水化槽４を通過した軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂１０により中和する。原水検知部３は、原水の電気伝導度を検知する。軟水検知部６は、軟水化槽４および中和槽５を通過した軟水の電気伝導度を検知する。取得部１７は、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度（第一電気伝導度）を取得する。校正部１８は、取得部１７で取得した、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部６で得られた電気伝導度を校正し、第二電気伝導度を出力する。算出部１９は、校正部１８で出力された第二電気伝導度に基づいて軟水の硬度を算出する。表示部２１は、算出部１９により算出された軟水の硬度を通知する。そして、軟水化装置１は、原水が、原水検知部３、軟水化槽４、中和槽５、及び軟水検知部６の順に流通するように構成されている。
【0122】
こうした構成によれば、原水検知部３において原水の電気伝導度を取得し、取得部１７において原水の電気伝導度に一定の補正（所定値の乗算など）を行うことで、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度（第一電気伝導度）を取得し、校正部１８において、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部６で検知される軟水の電気伝導度を校正した電気伝導度（第二電気伝導度）を取得し、算出部１９において第二電気伝導度から軟水中の硬度成分を算出することができる。したがって、硬度成分とその他イオン成分が混在する硬水を流通する場合においても、硬水および硬水を流通することで得られる軟水の電気伝導度から、軟水中の硬度成分を算出することが可能となる。また、表示部２１を備えることにより、算出部１９から出力された軟水中の硬度成分に関する情報が表示部２１に表示されるため。軟水化装置１の利用者は、軟水化装置１から取り出される軟水の硬度を視覚的に知ることができる。
【0123】
（２）軟水化装置１は、軟水化槽４と、中和槽５とを備える。軟水化槽４は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂９により軟水化する。中和槽５は、軟水化槽４を通過した軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂１０により中和する。また、軟水化槽４は、第一軟水化槽４ａと第二軟水化槽４ｂとを有する。中和槽５は、第一中和槽５ａと第二中和槽５ｂとを有する。軟水化装置１は、原水が、第一軟水化槽４ａ、第一中和槽５ａ、第二軟水化槽４ｂ、及び第二中和槽５ｂの順に流通するように構成されるようにした。
【0124】
こうした構成によれば、硬度成分を含む原水は、第一軟水化槽４ａでの軟水化処理によって原水のｐＨの低下が進行する前に第一軟水化槽４ａを流出し、第一中和槽５ａにおいて中和され、第二軟水化槽４ｂで軟水化されるようになる。そのため、軟水化槽４内に流通する水のｐＨの低下及び酸性化を抑制できるので、硬度成分と第二軟水化槽４ｂの第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂが保持する水素イオンとの交換が起こりやすくなる。したがって、軟水化装置１は、軟水化槽４及び中和槽５を分割しない場合と比較して、軟水化性能を向上させることが可能となる。
【0125】
（３）軟水化装置１では、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生するための酸性電解水と、中和槽５の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生するためのアルカリ性電解水とを生成する電解槽１１と、軟水化槽４を流通した酸性電解水と中和槽５を流通したアルカリ性電解水とを混合して電解槽１１に供給する処理槽１３とをさらに備えるようにした。こうした構成によれば、電解槽１１で生成される酸性電解水によって弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生することが可能となり、アルカリ性電解水によって弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生することが可能となる。そのため、軟水化装置１のメンテナンス頻度を低減でき、長期にわたって使用可能な軟水化装置１とすることができる。
【0126】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る軟水化装置１ａは、原水検知部３を備えない点と、の電気伝導度が第一所定値に達するまでの第一期との軟水の電気伝導度が第一所定値に達した以降の第二期とを判定する判定部２２を備える点と、第二期の初期における軟水の電気伝導度を基準電気伝導度として記憶する記憶部２３を備える点と、算出部１９ａにおいて、基準電気伝導度と軟水の電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する点で実施の形態１と異なる。これ以外の軟水化装置１ａの構成は、実施の形態１に係る軟水化装置１と同様である。以下、実施の形態１で説明済みの内容は再度の説明を適宜省略し、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
本発明の実施の形態２に係る軟水化装置１ａは、原水検知部３を備えない点と、の電気伝導度が第一所定値に達するまでの第一期との軟水の電気伝導度が第一所定値に達した以降の第二期とを判定する判定部２２を備える点と、第二期の初期における軟水の電気伝導度を基準電気伝導度として記憶する記憶部２３を備える点と、算出部１９ａにおいて、基準電気伝導度と軟水の電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する点で実施の形態１と異なる。これ以外の軟水化装置１ａの構成は、実施の形態１に係る軟水化装置１と同様である。以下、実施の形態１で説明済みの内容は再度の説明を適宜省略し、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
【0127】
本発明の実施の形態２に係る軟水化装置１ａについて、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係る軟水化装置１ａを示す概念図である。なお、図４では、軟水化装置１ａの各要素を概念的に示している。
【0128】
＜全体構成＞
軟水化装置１ａは、外部から供給される硬度成分を含む原水から中性の軟水を生成する装置である。
軟水化装置１ａは、外部から供給される硬度成分を含む原水から中性の軟水を生成する装置である。
【0129】
具体的には、図３に示すように、軟水化装置１ａは、軟水化槽４（第一軟水化槽４ａ及び第二軟水化槽４ｂ）と、中和槽５（第一中和槽５ａ及び第二中和槽５ｂ）と、処理後の軟水の電気伝導度を検知する軟水検知部６ａと、処理後の軟水の取水口７と、再生装置８を備えている。また、再生装置８は、電解槽１１と、処理槽１３と、送水ポンプ１４とを含んで構成される。また、軟水化装置１は、複数の開閉弁（開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２）と、算出部１９ａ、制御部２０、表示部２１、判定部２２及び記憶部２３とを含んで構成される。
【0130】
＜軟水検知部＞
軟水検知部６ａは、流路３４に設けられ、第二中和槽５ｂから流出した中性の軟水の電気伝導度（軟水の電気伝導度）を検知する。軟水検知部６は、後述する制御部２０、判定部２２、及び記憶部２３と無線又は有線により通信可能に接続され、検知した軟水の電気伝導度に関する情報は、制御部２０、判定部２２、及び記憶部２３の入力信号として用いられる。軟水検知部６ａとしては、液体の電気伝導度を測定する検出器であれば汎用的なものを使用することができる。
軟水検知部６ａは、流路３４に設けられ、第二中和槽５ｂから流出した中性の軟水の電気伝導度（軟水の電気伝導度）を検知する。軟水検知部６は、後述する制御部２０、判定部２２、及び記憶部２３と無線又は有線により通信可能に接続され、検知した軟水の電気伝導度に関する情報は、制御部２０、判定部２２、及び記憶部２３の入力信号として用いられる。軟水検知部６ａとしては、液体の電気伝導度を測定する検出器であれば汎用的なものを使用することができる。
【0131】
＜判定部＞
判定部２２は、後述する制御部２０と接続され、また内部に後述する記憶部２３を備える。判定部２２は、軟水検知部６で検知された軟水の電気伝導度と後述する基準電気伝導度を比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。判定結果は、算出部１９ａでの軟水中の硬度成分の算出時に用いられる。
判定部２２は、後述する制御部２０と接続され、また内部に後述する記憶部２３を備える。判定部２２は、軟水検知部６で検知された軟水の電気伝導度と後述する基準電気伝導度を比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。判定結果は、算出部１９ａでの軟水中の硬度成分の算出時に用いられる。
【0132】
【0133】
具体的には、再生処理後の軟水化装置１ａの軟水化処理時を例とすると、図５に示すように、軟水の電気伝導度の挙動から、軟水化処理は、３つの区間Ａ、区間Ｂ、及び区間Ｃに分けられる。区間Ａは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度を下回る区間である。区間Ｂは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度と同程度（例えば、基準電気伝導度から±５％程度）となる区間である。区間Ｃは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度を上回る区間である。判定部２２は、区間Ａに相当する部分を第一期、区間Ｂ及び区間Ｃに相当する部分を第二期と判定する。なお、軟水の電気伝導度が図５のような挙動を示すのは、実施の形態１において説明した、原水が軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９を流通することで軟水化される際に、硬度成分であるカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンと、ナトリウムイオン等の一価の陽イオンとで、弱酸性陽イオン交換樹脂９とのイオン交換反応のされやすさが異なることが影響している。具体的には、一価の陽イオンよりも硬度成分であるカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンの方が、弱酸性陽イオン交換樹脂９とのイオン交換反応が起こりやすい。以降は、一価の陽イオンについてはナトリウムイオンを例として説明する。区間Ａでは、硬度成分はほぼ全てがイオン交換され、ナトリウムイオンはその一部がイオン交換される。しかし、ナトリウムイオンは、原水の総通水量が増加するにつれてイオン交換されづらくなる。したがって、区間Ａでは、ナトリウムイオンの電気伝導度に由来する軟水の電気伝導度の上昇がみられる。区間Ｂでは、硬度成分は略全量がイオン交換される一方、ナトリウムイオンは略全量がイオン交換されず、水中に含まれる。区間Ｂでは、軟水中のイオン成分量及びイオン成分組成に大きな変化がないため、軟水の電気伝導度は同程度の値を保ち続ける。区間Ｃでは、弱酸性陽イオン交換樹脂９の末端の官能基が持つ水素イオンと、硬度成分とのイオン交換が進んだ結果、徐々にイオン交換反応自体が起こりにくくなり、水中の硬度成分の濃度増加による軟水の電気伝導度の上昇が起こる。
【0134】
すなわち区間Ａは、ナトリウムイオンなど硬度成分以外のイオンによる軟水の電気伝導度上昇が起きている区間であり、区間Ｃは硬度成分のイオンによる軟水の電気伝導度上昇が起きている区間である。なお、上記イオン交換反応のされやすさの違いにより、基本的には、ナトリウムイオンがイオン交換されなくなるより以前に硬度成分の濃度増加は起きない。そのため、区間Ａおよび区間Ｂでは、軟水中の硬度成分濃度は０とみなすことができる。
【0135】
＜＜記憶部＞＞
記憶部２３は、図５中の区間Ｂに相当する軟水の電気伝導度の値を基準電気伝導度として記憶する。記憶された基準電気伝導度は判定部２２へ出力され、区間Ａ、Ｂ及びＣ、並びに第一期及び第二期を判定するために使用される。なお、どのタイミングの電気伝導度を基準電気伝導度とするかについては、原水総通水量及び原水総通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量（グラフで言うところの傾き）を考慮する。原水総通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量が一定以下（例えば、０．１μＳ／ｃｍ・Ｌ以下）、もしくは電気伝導度の変化量全体の中で一番小さいときの軟水の電気伝導度を基準電気伝導度とするのが好ましい。また基準電気伝導度は、一定の間隔（例えば１ヶ月）で更新して記憶することで、原水のイオン成分組成に変化が起きた場合に関しても変化に対応した基準電気伝導度度とすることができる。
記憶部２３は、図５中の区間Ｂに相当する軟水の電気伝導度の値を基準電気伝導度として記憶する。記憶された基準電気伝導度は判定部２２へ出力され、区間Ａ、Ｂ及びＣ、並びに第一期及び第二期を判定するために使用される。なお、どのタイミングの電気伝導度を基準電気伝導度とするかについては、原水総通水量及び原水総通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量（グラフで言うところの傾き）を考慮する。原水総通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量が一定以下（例えば、０．１μＳ／ｃｍ・Ｌ以下）、もしくは電気伝導度の変化量全体の中で一番小さいときの軟水の電気伝導度を基準電気伝導度とするのが好ましい。また基準電気伝導度は、一定の間隔（例えば１ヶ月）で更新して記憶することで、原水のイオン成分組成に変化が起きた場合に関しても変化に対応した基準電気伝導度度とすることができる。
【0136】
記憶部２３は、判定部２２と接続可能であれば、判定部２２の内部に備えられてもよいし、外部に備えられてもよい。
【0137】
＜算出部＞
算出部１９ａは、後述する制御部２０と接続され、軟水検知部６で検知された軟水の電気伝導度と判定部２２及び記憶部２３から出力された基準電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。算出の方法は、判定部２２による判定が第一期か第二期かで異なる。第一期の場合、軟水の電気伝導度によらず軟水中の硬度成分を０と算出する。第二期の場合、例えば軟水の電気伝導度から基準電気伝導度を減算し、減算して算出された値に所定値を乗算する方法などが挙げられる。ここでいう所定値とは、「軟水の電気伝導度と基準電気伝導度の差分」と「軟水中の硬度成分」との間の比例定数である。一般的に水の電気伝導度は、水中のイオン成分の濃度に比例し、水中のイオン成分の濃度が高くなるほど、電気伝導度も大きくなる。イオン濃度と電気伝導度の比例定数は、イオン種によってそれぞれ異なる。「軟水の電気伝導度と基準電気伝導度の差分」中には、硬度成分による電気伝導度の他に、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンなどの陰イオンによる電気伝導度も含まれるが、軟水化装置１ａを使用する国や地域に対応した陰イオン組成をあらかじめ考慮し、所定値の設定を調整することで、より正確に軟水中の硬度成分の算出を行うことができる。
算出部１９ａは、後述する制御部２０と接続され、軟水検知部６で検知された軟水の電気伝導度と判定部２２及び記憶部２３から出力された基準電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。算出の方法は、判定部２２による判定が第一期か第二期かで異なる。第一期の場合、軟水の電気伝導度によらず軟水中の硬度成分を０と算出する。第二期の場合、例えば軟水の電気伝導度から基準電気伝導度を減算し、減算して算出された値に所定値を乗算する方法などが挙げられる。ここでいう所定値とは、「軟水の電気伝導度と基準電気伝導度の差分」と「軟水中の硬度成分」との間の比例定数である。一般的に水の電気伝導度は、水中のイオン成分の濃度に比例し、水中のイオン成分の濃度が高くなるほど、電気伝導度も大きくなる。イオン濃度と電気伝導度の比例定数は、イオン種によってそれぞれ異なる。「軟水の電気伝導度と基準電気伝導度の差分」中には、硬度成分による電気伝導度の他に、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンなどの陰イオンによる電気伝導度も含まれるが、軟水化装置１ａを使用する国や地域に対応した陰イオン組成をあらかじめ考慮し、所定値の設定を調整することで、より正確に軟水中の硬度成分の算出を行うことができる。
【0138】
＜制御部＞
制御部２０は、硬度成分を含む原水を軟水化する軟水化処理を制御する。また、制御部２０は、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９及び中和槽５の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生処理を制御する。さらに、制御部２０は、軟水化装置１の軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを制御する。この際、制御部２０は、電極１２、送水ポンプ１４、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２の動作を制御し、軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを行い、それぞれの処理を実行させる。
制御部２０は、硬度成分を含む原水を軟水化する軟水化処理を制御する。また、制御部２０は、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９及び中和槽５の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生処理を制御する。さらに、制御部２０は、軟水化装置１の軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを制御する。この際、制御部２０は、電極１２、送水ポンプ１４、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び開閉弁７２の動作を制御し、軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを行い、それぞれの処理を実行させる。
【0139】
また、制御部２０は、判定部２２、記憶部２３、算出部１９ａ、表示部２１とそれぞれ接続され、それぞれ軟水の電気伝導度、基準電気伝導度、軟水中の硬度成分の入出力を制御する。
【0140】
＜軟水の硬度の算出＞
軟水化装置１ａでは、判定部２２において、軟水検知部６ａから出力された軟水の電気伝導度に対して基準電気伝導度と比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。基準電気伝導度は、記憶部２３において、図５中の区間Ｂに相当する軟水の電気伝導度の値を用いる。そして算出部１９ａにおいて、軟水検知部６ａで検知された軟水の電気伝導度と判定部２２及び記憶部２３から出力された基準電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。算出は、判定部２２による判定が第一期か第二期かで異なり、第一期の場合、軟水の電気伝導度によらず軟水中の硬度成分を０と算出し、第二期の場合、軟水の電気伝導度から基準電気伝導度を減算し、減算して算出された値に所定値を乗算する。
軟水化装置１ａでは、判定部２２において、軟水検知部６ａから出力された軟水の電気伝導度に対して基準電気伝導度と比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。基準電気伝導度は、記憶部２３において、図５中の区間Ｂに相当する軟水の電気伝導度の値を用いる。そして算出部１９ａにおいて、軟水検知部６ａで検知された軟水の電気伝導度と判定部２２及び記憶部２３から出力された基準電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。算出は、判定部２２による判定が第一期か第二期かで異なり、第一期の場合、軟水の電気伝導度によらず軟水中の硬度成分を０と算出し、第二期の場合、軟水の電気伝導度から基準電気伝導度を減算し、減算して算出された値に所定値を乗算する。
【0141】
以上、本実施の形態２に係る軟水化装置１ａによれば、以下の効果を享受することができる。
【0142】
軟水化装置１ａは、軟水化槽４と、中和槽５と、軟水検知部６ａと、判定部２２と、記憶部２３と、算出部１９ａと、表示部２１とを備える。軟水化槽４は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂９により軟水化する。中和槽５は、軟水化槽４を通過した軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂１０により中和する。軟水検知部６ａは、軟水化槽４および中和槽５を通過した軟水の電気伝導度を検知する。判定部２２は、軟水検知部６ａで検知された軟水の電気伝導度と基準電気伝導度を比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。記憶部２３は、原水通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量が小さいときの軟水の電気伝導度を基準電気伝導度として記憶する。
【0143】
算出部１９ａは、軟水検知部６ａで出力された軟水の電気伝導度と、判定部２２及び記憶部２３から出力された基準電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。表示部２１は、算出部１９ａにより算出された軟水の硬度を通知する。そして、軟水化装置１ａは、原水が、軟水化槽４、中和槽５、及び軟水検知部６ａの順に流通するように構成されている。
【0144】
こうした構成によれば、原水検知部３において原水の電気伝導度を取得し、取得部１７において原水の電気伝導度に一定の補正（所定値の乗算など）を行うことで、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度（第一電気伝導度）を取得し、校正部１８において、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部６ａで検知される軟水の電気伝導度を校正した電気伝導度（第二電気伝導度）を取得し、算出部１９ａにおいて第二電気伝導度から軟水中の硬度成分を算出することができる。したがって、実施の形態１とは異なり、原水検知部および取得部を備えなくとも、実施の形態１における第一電気伝導度を、軟水の電気伝導度の変化挙動から予測し、基準電気伝導度として設定することができる。また実施の形態１と同様に、硬度成分とその他イオン成分が混在する硬水を流通する場合においても、硬水および硬水を流通することで得られる軟水の電気伝導度から、軟水中の硬度成分を算出することが可能となる。
【0145】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る軟水化装置１ｂは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの第一期において軟水の電気伝導度と第三電気伝導度との差分に基づいて硬度成分を算出する点と、電解槽１１ｂ後の取水口を酸側とアルカリ側に分けて２箇所にすることで酸側とアルカリ側の再生水を混合しないように流通させる再生装置８ｂを備える点で実施の形態１及び２と異なる。これ以外の軟水化装置１ｂの構成は、実施の形態２に係る軟水化装置１ａと同様である。以下、実施の形態２で説明済みの内容は再度の説明を適宜省略し、実施の形態２と異なる点を主に説明する。
本発明の実施の形態３に係る軟水化装置１ｂは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの第一期において軟水の電気伝導度と第三電気伝導度との差分に基づいて硬度成分を算出する点と、電解槽１１ｂ後の取水口を酸側とアルカリ側に分けて２箇所にすることで酸側とアルカリ側の再生水を混合しないように流通させる再生装置８ｂを備える点で実施の形態１及び２と異なる。これ以外の軟水化装置１ｂの構成は、実施の形態２に係る軟水化装置１ａと同様である。以下、実施の形態２で説明済みの内容は再度の説明を適宜省略し、実施の形態２と異なる点を主に説明する。
【0146】
本発明の実施の形態３に係る軟水化装置１ｂについて、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の実施の形態３に係る軟水化装置１ｂを示す概念図である。なお、図６では、軟水化装置１ｂの各要素を概念的に示している。
【0147】
＜全体構成＞
軟水化装置１ｂは、外部から供給される硬度成分を含む原水から中性の軟水を生成する装置である。
軟水化装置１ｂは、外部から供給される硬度成分を含む原水から中性の軟水を生成する装置である。
【0148】
具体的には、図６に示すように、軟水化装置１ｂは、軟水化槽４（第一軟水化槽４ａ及び第二軟水化槽４ｂ）と、中和槽５（第一中和槽５ａ及び第二中和槽５ｂ）と、処理後の軟水の電気伝導度を検知する軟水検知部６ａと、処理後の軟水の取水口７と、再生装置８ｂを備えている。また、軟水化装置１ｂは、複数の開閉弁（開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６および開閉弁７３～開閉弁７６）と、制御部２０ｂと、表示部２１とを含んで構成される。
【0149】
＜再生装置＞
再生装置８ｂは、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生させ、且つ、中和槽５の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生させる機器である。具体的には、再生装置８ｂは、電解槽１１ｂと、酸性電解水貯水槽２６と、アルカリ性電解水貯水槽２８と、酸性電解水循環ポンプ２４と、アルカリ性電解水循環ポンプ２５と、ろ過部１５とを含んで構成される。そして、再生装置８ｂは、流入口２から取水口７までの流路３３、流路３０、流路３４、及び流路３１に対して、第一供給流路４１、第一回収流路４５、第二供給流路４２、及び第二回収流路４６がそれぞれ接続されている。また、第一バイパス流路４３によって、流路３１及び流路３２が接続されている。また、第二バイパス流路４４によって、流路３２及び流路３３が接続されている。また、第一送水流路４７によって、第一供給流路４１および第一回収流路４５が接続されている。また、第二送水流路４８によって、第二供給流路４２及び第二回収流路４６が接続されている。そして、各流路は、後述する循環流路４０（第一循環流路４０ｃ、第二循環流路４０ｄ）を構成している。
再生装置８ｂは、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生させ、且つ、中和槽５の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生させる機器である。具体的には、再生装置８ｂは、電解槽１１ｂと、酸性電解水貯水槽２６と、アルカリ性電解水貯水槽２８と、酸性電解水循環ポンプ２４と、アルカリ性電解水循環ポンプ２５と、ろ過部１５とを含んで構成される。そして、再生装置８ｂは、流入口２から取水口７までの流路３３、流路３０、流路３４、及び流路３１に対して、第一供給流路４１、第一回収流路４５、第二供給流路４２、及び第二回収流路４６がそれぞれ接続されている。また、第一バイパス流路４３によって、流路３１及び流路３２が接続されている。また、第二バイパス流路４４によって、流路３２及び流路３３が接続されている。また、第一送水流路４７によって、第一供給流路４１および第一回収流路４５が接続されている。また、第二送水流路４８によって、第二供給流路４２及び第二回収流路４６が接続されている。そして、各流路は、後述する循環流路４０（第一循環流路４０ｃ、第二循環流路４０ｄ）を構成している。
【0150】
ここで、第一供給流路４１は、後述する電解槽１１ｂの第一吐出口３６から第二軟水化槽４ｂへ酸性電解水を供給する流路である。
【0151】
第一バイパス流路４３は、第二軟水化槽４ｂを流通した酸性電解水を、第一中和槽５ａをバイパスして第一軟水化槽４ａに供給する流路である。
【0152】
第一回収流路４５は、第一軟水化槽４ａを通過した硬度成分を含む酸性電解水を酸性電解水貯水槽２６へ回収する流路である。
【0153】
第一送水流路４７は、酸性電解水貯水槽２６が回収する酸性電解水を酸性電解水循環ポンプ２４によって、後述する電解槽１１ｂの第一取水口３５へ送水する流路である。
【0154】
第二供給流路４２は、後述する電解槽１１ｂの第二吐出口３８から第二中和槽５ｂへアルカリ性電解水を供給する流路である。
【0155】
第二バイパス流路４４は、第二中和槽５ｂを流通したアルカリ性電解水を、第二軟水化槽４ｂをバイパスして第一中和槽５ａに供給する流路である。
【0156】
第二回収流路４６は、第一中和槽５ａを通過したアルカリ性電解水をアルカリ性電解水貯水槽２８へ回収する流路である。
【0157】
第二送水流路４８は、アルカリ性電解水貯水槽２８が回収するアルカリ性電解水をアルカリ性電解水循環ポンプ２５によって、後述する電解槽１１ｂの第二取水口３７へ送水する流路である。
【0158】
＜＜電解槽＞＞
電解槽１１ｂは、弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生する酸性電解水と、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生するアルカリ性電解水とを、水の電気分解により生成する。電解槽１１ｂは、電極１２ａ、電極１２ｂ、隔膜８０、陽極室８１、陰極室８２を備える。
電解槽１１ｂは、弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生する酸性電解水と、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生するアルカリ性電解水とを、水の電気分解により生成する。電解槽１１ｂは、電極１２ａ、電極１２ｂ、隔膜８０、陽極室８１、陰極室８２を備える。
【0159】
ここでは、図６を参照して、電極１２ｂに対して電極１２ａが高電位となるように通電した場合について説明する。電解槽１１ｂは、内部に設けられた隔膜８０により、陽極室８１と陰極室８２とに隔てられている。
【0160】
隔膜８０は、再生処理時に、陽極室８１で生成する酸性電解水と陰極室８２で生成するアルカリ性電解水との混合を抑制する。これにより、酸性電解水中の水素イオン及びアルカリ性電解水中の水酸化物イオンが中和反応により消費されることが抑制できる。したがって、隔膜８０により、弱酸性陽イオン交換樹脂９及び弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生効率低下を抑制できる。隔膜８０として、例えばフッ素系の多孔質膜を用いることができる。なお、隔膜８０に用いる多孔質膜として、フッ素系の他に、炭化水素系の多孔質膜等、一般的に用いられる多孔質膜を用いてもよいが、フッ素系の多孔質膜は耐久性に優れるため、軟水化装置１ｂでは、フッ素系の多孔質膜を用いている。
【0161】
陽極室８１は、水の電気分解時に、酸性電解水が生成する部位である。陽極室８１は、電極１２ａ、第一取水口３５、及び第一吐出口３６を備える。
【0162】
電極１２ａは、陽極として、水を電気分解することにより水素イオンを生成する。したがって、電極１２ａを備える陽極室８１では、水の水素イオン濃度が高まり、酸性電解水となる。電極１２ａとして、例えば白金電極を用いることができる。
【0163】
第一取水口３５は、酸性電解水貯水槽２６に貯められた酸性電解水を、第一送水流路４７を通して陽極室８１に導入する開口である。第一取水口３５は、第一送水流路４７に接続される。
【0164】
第一吐出口３６は、電極１２ａで生成された水素イオンを含む酸性電解水を、第一供給流路４１を通して軟水化槽４へ供給する開口である。第一吐出口３６は、第一供給流路４１と接続される。
【0165】
陰極室８２は、水の電気分解時に、アルカリ性電解水が生成する部位である。陰極室８２は、電極１２ｂ、第二取水口３７、及び第二吐出口３８を備える。
【0166】
電極１２ｂは、陰極として、水を電気分解することにより水酸化物イオンを生成する。したがって、電極１２ｂを備える陰極室８２では、水の水酸化物イオン濃度が高まり、アルカリ性電解水となる。電極１２ｂとして、例えば白金電極を用いることができる。
【0167】
第二取水口３７は、アルカリ性電解水貯水槽２８に貯められたアルカリ性電解水を、第二送水流路４８を通して陰極室８２に導入する開口である。第二取水口３７は、第二送水流路４８に接続される。
【0168】
第二吐出口３８は、電極１２ｂで生成された水酸化物イオンを含むアルカリ性電解水を、第二供給流路４２を通して中和槽５へ供給する開口である。第二吐出口３８は、第二供給流路４２と接続される。
【0169】
つまり、電解槽１１ｂは、電極１２ａを用いて、第一取水口３５から流入した水（酸性電解水貯水槽２６から供給される水）を電気分解することによって、陽極室８１で酸性電解水を生成し、第一吐出口３６から排出する。また、電解槽１１ｂは、電極１２ｂを用いて、第二取水口３７から流入した水（アルカリ性電解水貯水槽２８から供給される水）を電気分解することによって、陰極室８２でアルカリ性電解水を生成し、第二吐出口３８から排出する。
【0170】
＜＜酸性電解水貯水槽及びアルカリ性電解水貯水槽＞＞
酸性電解水貯水槽２６は、空気抜き弁２７を備えたタンクまたは容器である。酸性電解水貯水槽２６は、弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生する際に第一循環流路４０ｃ内を流通させる水を確保し、貯留するものである。また、酸性電解水貯水槽２６は、軟水化槽４を流通した硬度成分を含む酸性電解水を電解槽１１ｂに供給するものである。
酸性電解水貯水槽２６は、空気抜き弁２７を備えたタンクまたは容器である。酸性電解水貯水槽２６は、弱酸性陽イオン交換樹脂９を再生する際に第一循環流路４０ｃ内を流通させる水を確保し、貯留するものである。また、酸性電解水貯水槽２６は、軟水化槽４を流通した硬度成分を含む酸性電解水を電解槽１１ｂに供給するものである。
【0171】
そして、軟水化槽４を流通した酸性電解水は電解槽１１ｂに通水され、電解槽１１ｂにおいて電気分解される。酸性電解水は、電気分解により生成する水素イオンによって水素イオン濃度が高まり、軟水化槽４を流通した再び酸性電解水貯水槽２６へ通水される。したがって、弱酸性陽イオン交換樹脂９の再生に使用した酸性電解水を再利用することができる。さらに、酸性電解水を排水することなく循環させるため、水素イオン濃度が高まった状態で再生を行うことができ、弱酸性陽イオン交換樹脂９の再生効率を向上させることができる。
【0172】
アルカリ性電解水貯水槽２８は、空気抜き弁２９を備えたタンクまたは容器である。アルカリ性電解水貯水槽２８は、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０を再生する際に第二循環流路４０ｄ（図７参照）内を流通させる水を確保し、貯留するものである。また、アルカリ性電解水貯水槽２８は中和槽５を流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水を電解槽１１ｂに供給するものである。
【0173】
そして、中和槽５を流通したアルカリ性電解水が電解槽１１ｂに通水され、電解槽１１ｂにおいて電気分解される。アルカリ性電解水は、電気分解により生成する水酸化物イオンによって水酸化物イオン濃度が高まり、中和槽５を流通した後、再びアルカリ性電解水貯水槽２８へ通水される。したがって、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生に使用したアルカリ性電解水を再利用することができる。さらに、アルカリ性電解水を排水することなく循環させるため、水酸化物イオン濃度が高まった状態で再生を行うことができ、弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生効率を向上させることができる。
【0174】
＜酸性電解水循環ポンプ及びアルカリ性電解水循環ポンプ＞
酸性電解水循環ポンプ２４は、再生装置８ｂによる再生処理の際に、第一循環流路４０ｃに酸性電解水を流通させる機器である。酸性電解水循環ポンプ２４は、酸性電解水貯水槽２６と電解槽１１ｂの第一取水口３５との間を連通接続する第一送水流路４７に設けられている。
酸性電解水循環ポンプ２４は、再生装置８ｂによる再生処理の際に、第一循環流路４０ｃに酸性電解水を流通させる機器である。酸性電解水循環ポンプ２４は、酸性電解水貯水槽２６と電解槽１１ｂの第一取水口３５との間を連通接続する第一送水流路４７に設けられている。
【0175】
アルカリ性電解水循環ポンプ２５は、再生装置８ｂによる再生処理の際に、第二循環流路４０ｄにアルカリ性電解水を流通させる機器である。アルカリ性電解水循環ポンプ２５は、アルカリ性電解水貯水槽２８と電解槽１１ｂの第二取水口３７との間を連通接続する第二送水流路４８に設けられている。
【0176】
酸性電解水循環ポンプ２４及びアルカリ性電解水循環ポンプ２５を一つのポンプとせず、それぞれ独立して設けることにより、酸性電解水とアルカリ性電解水を混合せずに、それぞれ第一循環流路４０ｃと第二循環流路４０ｄを通水させることができる。つまり、酸性電解水中の水素イオンとアルカリ性電解水中の水酸化物イオンとが反応し、互いに消費されることを抑制できる。そのため、酸性電解水とアルカリ性電解水とが混合して送水される場合と比較して、より水素イオン濃度が高い酸性電解水を軟水化槽４へ送水可能であり、より水酸化物イオン濃度が高いアルカリ性電解水を中和槽５へ送水可能である。したがって、軟水化槽４と中和槽５の再生効率が向上する。また、酸性電解水循環ポンプ２４及びアルカリ性電解水循環ポンプ２５は、後述する制御部２０ｂと無線又は有線により通信可能に接続されている。酸性電解水循環ポンプ２４とアルカリ性電解水循環ポンプ２５とは、例えば、再生処理中に後述する第一循環流路４０ｃと第二循環流路４０ｄに対してそれぞれの所要流量を供給できる遠心ポンプなどが挙げられる。
【0177】
＜＜ろ過部＞＞
ろ過部１５は、第二供給流路４２において、電解槽１１ｂの後段、且つ、第二中和槽５ｂの前段に設けられている。
ろ過部１５は、第二供給流路４２において、電解槽１１ｂの後段、且つ、第二中和槽５ｂの前段に設けられている。
【0178】
ろ過部１５は、電解槽１１ｂの第二吐出口３８から供給されるアルカリ性電解水に含まれる固体を分離する。固体とは、電解槽１１ｂを流通するアルカリ性電解水中の硬度成分と電極１２ｂにより生成される水酸化物イオンが関与して析出する反応生成物である。例えば、アルカリ性電解水に含まれる硬度成分がマグネシウムイオンの場合、固体として水酸化マグネシウムが生じる。再生処理時に析出する固体は、除去しなければ中和槽５に溜まり、固体から硬度成分が溶出することで、軟水化処理時の軟水硬度を高くしてしまう、すなわち軟水化性能を低下させる。そのため、ろ過部１５で析出物の分離を行うことにより、第二中和槽５ｂへの析出物の流入及び堆積を抑制し、軟水化処理時の軟水化性能の低下を抑制できる。
【0179】
ろ過部１５は、電解槽１１ｂから供給されるアルカリ性電解水に含まれる硬度成分との反応生成物を分離可能であればその形態は問わない。例えば、カートリッジタイプのフィルター、粒状ろ材を用いたろ過層、サイクロン型の固液分離機、又は中空糸膜等を用いる形態が挙げられる。
【0180】
＜流路＞
次に、図７を参照して、軟水化装置１ｂの再生処理の際に形成される第一循環流路４０ｃと第二循環流路４０ｄについて説明する。図７は、軟水化装置１ｂの樹脂再生処理時の各構成要素の状態を示す図である。
次に、図７を参照して、軟水化装置１ｂの再生処理の際に形成される第一循環流路４０ｃと第二循環流路４０ｄについて説明する。図７は、軟水化装置１ｂの樹脂再生処理時の各構成要素の状態を示す図である。
【0181】
第一循環流路４０ｃは、図７（白矢印）に示すように、酸性電解水循環ポンプ２４によって酸性電解水貯水槽２６から送出された酸性電解水が、電解槽１１ｂの第一取水口３５、第一吐出口３６、第二軟水化槽４ｂ、及び第一軟水化槽４ａを流通し、酸性電解水貯水槽２６に戻って循環する流路である。より詳細には、第一循環流路４０ｃは、酸性電解水循環ポンプ２４によって酸性電解水貯水槽２６から送出された水が、第一送水流路４７、第一取水口３５、第一吐出口３６、第一供給流路４１、開閉弁６３、第二軟水化槽４ｂ、第一バイパス流路４３、開閉弁６５、第一軟水化槽４ａ、第一回収流路４５、開閉弁６１、酸性電解水貯水槽２６の順に流通して循環する流路である。
【0182】
第二循環流路４０ｄは、図７（黒矢印）に示すように、アルカリ性電解水循環ポンプ２５によってアルカリ性電解水貯水槽２８から送出されたアルカリ性電解水が、電解槽１１ｂの第二取水口３７、第二吐出口３８、第二中和槽５ｂ、及び第一中和槽５ａを流通し、アルカリ性電解水貯水槽２８に戻って循環する流路である。より詳細には、第二循環流路４０ｄは、アルカリ性電解水循環ポンプ２５によってアルカリ性電解水貯水槽２８から送出された水が、第二送水流路４８、第二取水口３７、第二吐出口３８、ろ過部１５、第二供給流路４２、開閉弁６４、第二中和槽５ｂ、第二バイパス流路４４、開閉弁６６、第一中和槽５ａ、第二回収流路４６、開閉弁６２、アルカリ性電解水貯水槽２８の順に流通して循環する流路である。
【0183】
＜制御部＞
次に、図９を参照して、制御部２０ｂの構成の一例について説明する。図９は、軟水化装置１ｂの制御部２０ｂの各構成を示す機能ブロック図である。制御部２０ｂは、判定部２２、記憶部２３ｂ、第一係数算出部１９ｃ、第二係数算出部１９ｄ、第三電気伝導度算出部１９ｅ、算出部１９ｂを備える。
次に、図９を参照して、制御部２０ｂの構成の一例について説明する。図９は、軟水化装置１ｂの制御部２０ｂの各構成を示す機能ブロック図である。制御部２０ｂは、判定部２２、記憶部２３ｂ、第一係数算出部１９ｃ、第二係数算出部１９ｄ、第三電気伝導度算出部１９ｅ、算出部１９ｂを備える。
【0184】
制御部２０ｂは、硬度成分を含む原水を軟水化する軟水化処理を制御する。また、制御部２０ｂは、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９及び中和槽５の弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生処理を制御する。さらに、制御部２０ｂは、軟水化装置１の軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを制御する。この際、制御部２０ｂは、電解槽１１ｂ、酸性電解水循環ポンプ２４、アルカリ性電解水循環ポンプ２５、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７３～開閉弁７６の動作を制御し、軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを行い、それぞれの処理を実行させる。
【0185】
また、制御部２０ｂは、判定部２２、記憶部２３ｂ、第一係数算出部１９ｃ、第二係数算出部１９ｄ、第三電気伝導度算出部１９ｅ、算出部１９ｂ、表示部２１と接続され、軟水の電気伝導度、基準電気伝導度、第一係数、第二係数、第三電気伝導度及び算出された軟水中の硬度などの入出力を制御する。
【0186】
なお、制御部２０ｂは、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを有している。そして、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御部として機能する。プロセッサが実行するプログラムは、ここではコンピュータシステムのメモリに予め記録されているとしたが、光ディスク、メモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて提供されてもよい。
【0187】
＜＜判定部＞＞
判定部２２は、軟水検知部６ａ、後述する記憶部２３ｂ、及び算出部１９ｂと接続される。判定部２２は、軟水検知部６ａで検知された軟水の電気伝導度及び記憶部２３ｂに記憶された基準電気伝導度を受け付ける。判定部２２は、入力された軟水の電気伝導度と基準電気伝導度とを比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期と判定し、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。判定結果によって、算出部１９ｂでの軟水中の硬度成分の算出方法を変更する。
判定部２２は、軟水検知部６ａ、後述する記憶部２３ｂ、及び算出部１９ｂと接続される。判定部２２は、軟水検知部６ａで検知された軟水の電気伝導度及び記憶部２３ｂに記憶された基準電気伝導度を受け付ける。判定部２２は、入力された軟水の電気伝導度と基準電気伝導度とを比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期と判定し、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。判定結果によって、算出部１９ｂでの軟水中の硬度成分の算出方法を変更する。
【0188】
第一期及び第二期の具体的な判定方法について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、本発明の実施の形態３に係る軟水化装置による軟水の電気伝導度変化を示す図である。図１１は、本発明の実施の形態３に係る軟水化装置による軟水のイオン濃度変化を示す図である。図１１の（ａ）は硬度成分以外のイオン、例えばナトリウムイオンの濃度変化を示す図であり、図１１の（ｂ）は硬度成分の濃度変化を示す図である。なお、図１０及び図１１に記載の「原水総通水量」とは、再生処理終了後からの原水の累計通水量である。
【0189】
具体的には、軟水化装置１ｂの軟水化処理時を例とすると、図１０に示すように、軟水の電気伝導度の挙動から、軟水化処理は、３つの区間Ｄ、区間Ｅ、及び区間Ｆに分けられる。区間Ｄは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度を下回る区間である。区間Ｅは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度と同程度（例えば、基準電気伝導度から±５％程度）となる区間である。区間Ｆは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度を上回る区間である。判定部２２は、区間Ｄに相当する部分を第一期、区間Ｅ及び区間Ｆに相当する部分を第二期と判定する。
【0190】
判定部２２が、第一期及び第二期をこのように判定する理由を説明する。
【0191】
原水が軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９を流通することで軟水化される際に、弱酸性陽イオン交換樹脂９の選択性の強弱によって、原水中の硬度成分であるカルシウムイオン及びマグネシウムイオンと、硬度成分以外のナトリウムイオン等の一価の陽イオンとは、弱酸性陽イオン交換樹脂９への吸着能が異なる。つまり、原水からの取り除かれやすさが異なる。具体的には、硬度成分の方が、硬度成分以外の陽イオンよりも弱酸性陽イオン交換樹脂９とのイオン交換反応が起こりやすく、原水中から除去されやすい。
【0192】
そのため、図１１（ｂ）に示すように、第一期である区間Ｄにおいて、原水中の硬度成分の大部分が原水から除去され、原水総通水量が増加しても、硬度成分濃度は大幅には上昇せずに徐々に上昇する。一方、第一期である区間Ｄにおいて、図１１（ａ）に示すように、軟水中のナトリウム等の一価の陽イオンは、原水から除去されにくくなり、原水中のナトリウム濃度と同等まで上昇する。これは、一価の陽イオンが硬度成分と比較し弱酸性陽イオン交換樹脂９に吸着しづらいことに加え、原水総通水量の増加による弱酸性陽イオン交換樹脂９のイオン吸着性能が低下するためである。その後、軟水中のナトリウム等の一価の陽イオン濃度が、一時的に原水中の一価の陽イオンの濃度を上回る。これは、一価の陽イオンよりも硬度成分の方が弱酸性陽イオン交換樹脂９への吸着能が高いため、一度弱酸性陽イオン交換樹脂９に吸着した一価の陽イオンと原水中の硬度成分との交換反応が生じるためである。
【0193】
したがって、区間Ｄでは、軟水の電気伝導度の上昇は、主に硬度成分以外のナトリウムイオン等の一価の陽イオンの電気伝導度に由来する。
【0194】
また、区間Ｅにおいて、弱酸性陽イオン交換樹脂９への陽イオンの吸着により、弱酸性陽イオン交換樹脂９の性能が徐々に低下し、硬度成分は略全量がイオン交換される一方、ナトリウムイオン等は略全量がイオン交換されずに原水中に残存する。具体的には、図１１（ａ）に示すように、軟水中のナトリウム濃度が原水中のナトリウム濃度より上回った値から原水中のナトリウム濃度に近づくことになる。すなわち、原水中のナトリウム等の一価の陽イオンは、弱酸性陽イオン交換樹脂９へ吸着されない状態となる。一方、図１１（ｂ）に示すように、区間Ｅでは、弱酸性陽イオン交換樹脂９の性能低下により、原水中の硬度成分が弱酸性陽イオン交換樹脂９へ吸着しづらくなるため、軟水中の硬度成分濃度の上昇速度が区間Ｄの場合よりも増大する。したがって、区間Ｅでは、軟水中の硬度成分イオンの濃度上昇と硬度成分以外のイオンの濃度低下が同時に発生するため、軟水の電気伝導度は同程度の値を保ち続ける。
【0195】
また、区間Ｆにおいては、弱酸性陽イオン交換樹脂９の末端の官能基が持つ水素イオンはほとんど原水中の陽イオンと交換された状態となっているため、原水中の一価の陽イオン及び硬度成分とのイオン交換反応はほとんど発生しない。したがって、軟水中の硬度成分濃度は、区間Ｅと同等の速度で上昇し続ける。したがって、区間Ｆでは、軟水の電気伝導度の上昇のほとんどが硬度成分の濃度増加に起因する。
【0196】
すなわち、第一期である区間Ｄは、軟水中の硬度成分濃度が徐々に上昇する区間であり、第二期である区間Ｅと区間Ｆは、軟水中の硬度成分濃度が比較的に速く上昇する区間である。第一期においては、後述する第一係数と第二係数とに基づいて、後述する第三電気伝導度算出部１９ｅで後述する第三電気伝導度を算出し、算出部１９ｂに入力する。第二期においては、後述する記憶部２３ｂが記憶された基準伝導度を算出部１９ｂに入力する。第三電気伝導度は、第一期における硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を示す値であり、基準電気伝導度は、第二期における硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を示す値である。すなわち、判定部２２の判定結果によって、算出部１９ｂは第三電気伝導度または基準電気伝導度のいずれかを硬度成分の算出に使用する。
【0197】
＜＜記憶部＞＞
記憶部２３ｂは、図９中の区間Ｄに相当する軟水の電気伝導度の値を基準電気伝導度として記憶する。記憶された基準電気伝導度は判定部２２へ出力され、区間Ｄ、区間Ｅ、及び区間Ｆ、並びに第一期及び第二期を判定するために使用される。
記憶部２３ｂは、図９中の区間Ｄに相当する軟水の電気伝導度の値を基準電気伝導度として記憶する。記憶された基準電気伝導度は判定部２２へ出力され、区間Ｄ、区間Ｅ、及び区間Ｆ、並びに第一期及び第二期を判定するために使用される。
【0198】
記憶部２３ｂは、軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度、硬度成分以外のイオン濃度、及び軟水の電気伝導度を記憶する。
【0199】
記憶部２３ｂは、第一係数算出部１９ｃと接続され、記憶部２３ｂが記憶した軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度、硬度成分以外のイオン濃度、及び軟水の電気伝導度を第一係数算出部１９ｃに送信する。
【0200】
また、記憶部２３ｂは、第二係数算出部１９ｄと接続され、記憶部２３ｂが記憶した硬度成分以外のイオン濃度を第二係数算出部１９ｄに送信する。
【0201】
なお、軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度、硬度成分以外のイオン濃度、及び軟水の電気伝導度については、それぞれ軟水化装置１ｂが設置された時の試運転のデータを固定値として用いるようにしてもよいし、各地域の水質に沿った値を予め推測して設定しておいてもよい。また、どのタイミングの電気伝導度を基準電気伝導度とするかについては、原水総通水量及び原水総通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量（グラフで言うところの傾き）を考慮する。原水総通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量が一定以下（例えば、０．１μＳ／ｃｍ・Ｌ以下）、もしくは電気伝導度の変化量全体の中で一番小さいときの軟水の電気伝導度を基準電気伝導度とするのが好ましい。また基準電気伝導度は、一定の間隔（例えば１ヶ月）で更新して記憶することで、原水のイオン成分組成に変化が起きた場合に関しても変化に対応した基準電気伝導度度とすることができる。
【0202】
＜＜第一係数算出部及び第二係数算出部＞＞
第一係数算出部１９ｃは、判定部２２の判定結果が第一期である場合、第三電気伝導度を計算する際に算出部１９ｂの入力データとして用いられる第一係数を算出する。
第一係数算出部１９ｃは、判定部２２の判定結果が第一期である場合、第三電気伝導度を計算する際に算出部１９ｂの入力データとして用いられる第一係数を算出する。
【0203】
第一係数算出部１９ｃは、記憶部２３ｂが記憶した軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度ＣＨ、硬度成分以外のイオン濃度［Ｅ］、及び軟水の電気伝導度Ｃ（Ｈ＋Ｅ）を用いて、第一係数ｋ１を算出する。第一係数は、軟水中の硬度成分以外のイオン濃度と電気伝導度の比率に対応する値である。
【0204】
具体的には、軟水の電気伝導度は、軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度と、軟水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度の和で表される。また、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度は、軟水中の硬度成分以外のイオン濃度と第一係数との乗算で表示できる。すなわち、軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度をＣＨ、硬度成分以外のイオン濃度を［Ｅ］、軟水の電気伝導度をＣ（Ｈ＋Ｅ）とすると、第一係数ｋ１は以下の式（１）で表される。
【0205】
Ｃ（Ｈ＋Ｅ）－ＣＨ ＝ｋ１×［Ｅ］…………（１）
第二係数算出部１９ｄは、判定部２２の判定結果が第一期である場合、第三電気伝導度を計算する際に算出部１９ｂの入力データとして用いられる第二係数ｋ２を算出する。
第二係数算出部１９ｄは、判定部２２の判定結果が第一期である場合、第三電気伝導度を計算する際に算出部１９ｂの入力データとして用いられる第二係数ｋ２を算出する。
【0206】
第二係数算出部１９ｄは、記憶部２３ｂが記憶した硬度成分以外のイオン濃度［Ｅ］を用いて、第二係数を算出する。第二係数は、原水の通水量に応じた軟水中の硬度成分以外のイオン濃度の変化速度に対応する値である。
【0207】
具体的には、軟水中の硬度成分以外のイオン濃度は、軟水化開始時における軟水中の硬度成分以外のイオン濃度と、原水の通水量及び第二係数の乗算と、の和により算出される。軟水化開始以降の軟水中の硬度成分以外のイオン濃度は、軟水化開始時における軟水中の硬度成分以外のイオン濃度に、原水の通水量に応じた軟水中の硬度成分以外のイオン濃度の上昇量を加えることにより算出できる。すなわち、軟水化開始時から現時点までの通水量をＱ、通水量が０Ｌの時の軟水中の硬度成分以外のイオン濃度を［Ｅ］（Ｑ＝０）とすると、第二係数ｋ２は以下の式（２）で表される。
【0208】
［Ｅ］＝ｋ２×Ｑ＋［Ｅ］（Ｑ＝０）…………（２）
そして、第一係数ｋ１と第二係数ｋ2が以下の式（３）及び式（４）により算出できる。
そして、第一係数ｋ１と第二係数ｋ2が以下の式（３）及び式（４）により算出できる。
【0209】
ｋ１＝（Ｃ（Ｈ＋Ｅ）－ＣＨ）／［Ｅ］…………（３）
ｋ２＝［Ｅ］－［Ｅ］（Ｑ＝０）／Ｑ…………（４）
＜＜第三電気伝導度算出部＞＞
第三電気伝導度算出部１９ｅは、第一係数算出部１９ｃ及び第二係数算出部１９ｄと接続され、第一係数と第二係数と現時点の通水量とを基に、第三電気伝導度を算出する。第三電気伝導度は、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度である。算出された第三電気伝導度は、算出部１９ｂへ送信される。また、式（３）及び式（４）により、第三電気伝導度ＣＥが以下の式（５）で表示できる。
ｋ２＝［Ｅ］－［Ｅ］（Ｑ＝０）／Ｑ…………（４）
＜＜第三電気伝導度算出部＞＞
第三電気伝導度算出部１９ｅは、第一係数算出部１９ｃ及び第二係数算出部１９ｄと接続され、第一係数と第二係数と現時点の通水量とを基に、第三電気伝導度を算出する。第三電気伝導度は、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度である。算出された第三電気伝導度は、算出部１９ｂへ送信される。また、式（３）及び式（４）により、第三電気伝導度ＣＥが以下の式（５）で表示できる。
【0210】
ＣＥ＝ｋ１×（ｋ１×Ｑ＋［Ｅ］（Ｑ＝０））…………（５）
＜＜算出部＞＞
算出部１９ｂは、軟水検知部６ａで検知された軟水の電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。算出の方法は、判定部２２による判定が第一期か第二期かで異なる。
＜＜算出部＞＞
算出部１９ｂは、軟水検知部６ａで検知された軟水の電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。算出の方法は、判定部２２による判定が第一期か第二期かで異なる。
【0211】
第一期の場合、例えば記憶部２３ｂから入力された第一係数と第二係数を用いて、中和軟水の硬度以外のイオンに対応する第三電気伝導度を計算し、軟水の電気伝導度から第三電気伝導度を減算して算出された値に所定値を乗算する。
【0212】
第二期の場合、例えば軟水の電気伝導度から基準電気伝導度を減算し、減算して算出された値に所定値を乗算する。
【0213】
なお、所定値として、第一期では「軟水の電気伝導度と第三電気伝導度との差分」と「軟水中の硬度成分」との間の比例定数を用いる。また、第二期では、所定値として、「軟水の電気伝導度と基準電気伝導度との差分」と「軟水中の硬度成分」との間の比例定数を用いる。一般的に水の電気伝導度は、水中のイオン成分の濃度に比例し、水中のイオン成分の濃度が高くなるほど、電気伝導度も大きくなる。イオン濃度と電気伝導度の比例定数は、イオン種によってそれぞれ異なる。第一期における「軟水の電気伝導度と第三電気伝導度との差分」または第二期における「軟水の電気伝導度と基準電気伝導度との差分」中では、主として硬度成分による電気伝導度が含まれるため、軟水化装置１ｂを使用する国や地域に対応した陽イオンの濃度によって、所定値の設定を調整することで、より正確に軟水中の硬度成分の算出を行うことができる。
【0214】
以上が軟水化装置１ｂの構成である。
【0215】
続いて、軟水化装置１ｂの動作について説明する。
【0216】
＜軟水化処理、再生処理、及び排水処理＞
次に、図８を参照して、軟水化装置１ｂの軟水化処理、再生処理、及び排水処理について説明する。図８は、軟水化装置１ｂの動作時の状態を示す図である。軟水化処理、再生処理、及び排水処理では、制御部２０ｂは、図８に示すように、軟水検知部６、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７３～開閉弁７６、電解槽１１ｂの電極１２、及び酸性電解水循環ポンプ２４、アルカリ性電解水循環ポンプ２５を切り替えてそれぞれの流通状態となるように制御する。
次に、図８を参照して、軟水化装置１ｂの軟水化処理、再生処理、及び排水処理について説明する。図８は、軟水化装置１ｂの動作時の状態を示す図である。軟水化処理、再生処理、及び排水処理では、制御部２０ｂは、図８に示すように、軟水検知部６、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７３～開閉弁７６、電解槽１１ｂの電極１２、及び酸性電解水循環ポンプ２４、アルカリ性電解水循環ポンプ２５を切り替えてそれぞれの流通状態となるように制御する。
【0217】
ここで、図８中の「ＯＮ」は、軟水検知部６ａが通電している状態、該当の開閉弁が「開放」した状態、電極１２が通電している状態、及び酸性電解水循環ポンプ２４、アルカリ性電解水循環ポンプ２５が動作している状態をそれぞれ示す。空欄は、軟水検知部６ａが通電していない状態、該当の開閉弁が「閉止」した状態、電極１２が通電していない状態、酸性電解水循環ポンプ２４、アルカリ性電解水循環ポンプ２５が停止している状態をそれぞれ示す。
【0218】
＜＜軟水化処理＞＞
まず、軟水化装置１ｂによる軟水化処理時の動作について、図８の「軟水化時」の欄を参照して説明する。
まず、軟水化装置１ｂによる軟水化処理時の動作について、図８の「軟水化時」の欄を参照して説明する。
【0219】
軟水化装置１ｂでは、図８に示すように、軟水化処理（軟水化時）において、開閉弁５１～開閉弁５４を開放した状態で、取水口７に設けた開閉弁５５を開放する。これにより、外部から硬度成分を含む原水が軟水化槽４と中和槽５とを流通するので、軟水化装置１ｂは、取水口７から軟水化した水（中性の軟水）を取り出すことができる。このとき、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７３～開閉弁７６は、いずれも閉止した状態になっている。また、電解槽１１ｂの電極１２、酸性電解水循環ポンプ２４及びアルカリ性電解水循環ポンプ２５の動作も停止した状態である。
【0220】
図６に示すように、軟水化装置１ｂの軟水化処理では、軟水化装置１と同じ流路で、供給される原水は、流入口２から流路３０、第一軟水化槽４ａ、流路３１、第一中和槽５ａ、流路３２、第二軟水化槽４ｂ、流路３３、第二中和槽５ｂの順に供給される。そして、原水は、原水中の硬度成分が軟水化槽４に吸着され、酸性軟水となって中和槽５に流入する。酸性軟水は、中和槽５で水素イオンを吸着され、中和軟水となる。そして、原水と比較し硬度成分が低減した中和軟水は、流路３４を流通して取水口７から軟水化装置１ｂ外に取り出される。
【0221】
そして、軟水化装置１ｂでは、制御部２０ｂで特定された時間帯になった場合もしくは軟水化処理が一定時間を超えた場合に再生処理を実行する。
【0222】
＜＜再生処理＞＞
軟水化装置１ｂの再生装置８ｂによる再生処理時の動作について、図８の「水注入時」及び「再生時」の欄を参照して順に説明する。
軟水化装置１ｂの再生装置８ｂによる再生処理時の動作について、図８の「水注入時」及び「再生時」の欄を参照して順に説明する。
【0223】
まず、図８に示すように、水注入時において、開閉弁５１及び開閉弁６１を開放する。これにより、軟水化装置１ｂは、原水の圧力によって、流入口２から第一回収流路４５を介して原水を酸性電解水貯水槽２６へ導入する。また、開閉弁５２及び開閉弁６２を開放する。それにより、流入口２から流入された原水が、第一軟水化槽４ａを通過後に、第二回収流路４６を介してアルカリ性電解水貯水槽２８に導入される。この時、開閉弁５３～開閉弁５５、開閉弁６３～開閉弁６６、及び開閉弁７３～７６は閉止している。酸性電解水貯水槽２６とアルカリ性電解水貯水槽２８に、第一循環流路４０ｃと第二循環流路４０ｄそれぞれの流量に応じて所定の量の水を貯留することで、再生装置８ｂは、再生時の水量を確保することができる。
【0224】
次に、再生時において、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁７５及び開閉弁７６を閉止して、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７３及び開閉弁７４を開放すると、図７に示すように、第一循環流路４０ｃ及び第二循環流路４０ｄがそれぞれ形成される。
【0225】
そして、第一循環流路４０ｃにおいて、電解槽１１ｂの電極１２ａ及び酸性電解水循環ポンプ２４を動作させると、電極１２ａで生成した酸性電解水は、第一供給流路４１を流通し第二軟水化槽４ｂ内に送水され、内部の第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂを流通する。そして、第二軟水化槽４ｂを流通した酸性電解水は、第一バイパス流路４３を流通し、第一軟水化槽４ａ内に送水され、内部の第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａを流通する。すなわち、酸性電解水を第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂに通水することで、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂに吸着されている陽イオン（硬度成分）が、酸性電解水に含まれる水素イオンとイオン交換反応を起こす。これにより、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂが再生される。その後、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａを流通した酸性電解水は、陽イオンを含み、第一回収流路４５へ流入する。すなわち、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂを流通した陽イオンを含む酸性電解水は、第一バイパス流路４３及び第一回収流路４５を介して酸性電解水貯水槽２６内に回収される。
【0226】
一方、第二循環流路４０ｄにおいて、電解槽１１ｂの電極１２ｂ及びアルカリ性電解水循環ポンプ２５を動作させると、電極１２ｂで生成したアルカリ性電解水は、第二供給流路４２を通って第二中和槽５ｂ内に送水され、内部の第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂを流通する。そして、第二中和槽５ｂを流通したアルカリ性電解水は、第二バイパス流路４４を流通し、第一中和槽５ａ内に送水され、内部の第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａを流通する。すなわち、アルカリ性電解水を第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂに通水させることで、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂに吸着されている陰イオンが、アルカリ性電解水に含まれる水酸化物イオンとイオン交換反応を起こす。これにより、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂが再生される。その後、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂを流通したアルカリ性電解水は、陰イオンを含み、第二回収流路４６へ流入する。すなわち、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂを流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水は、第二バイパス流路４４及び第二回収流路４６を介してアルカリ性電解水貯水槽２８内に回収される。
【0227】
このように、第一循環流路４０ｃは、酸性電解水の水素イオンを第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂ及び第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａの硬度成分イオンと置き換える。置き換えた硬度成分イオンは酸性電解水貯水槽２６に回収される。また、第二循環流路４０ｄは、アルカリ性電解水の水酸化物イオンを第二弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ｂ及び第一弱塩基性陰イオン交換樹脂１０ａの陰イオンと置き換える。置き換えた陰イオンはアルカリ性電解水貯水槽２８に回収される。
【0228】
そして、酸性電解水貯水槽２６に回収された硬度成分イオンを含む酸性電解水は、酸性電解水循環ポンプ２４によって、電解槽１１ｂの電極１２ａ側に送水される。また、アルカリ性電解水貯水槽２８に回収された陰イオンを含むアルカリ性電解水は、アルカリ性電解水循環ポンプ２５によって、電解槽１１ｂの電極１２ｂ側に送水される。酸性電解水とアルカリ性電解水が、電解槽１１ｂにおいて再び電解され、それぞれ水素イオンと水酸化物イオンを生成する。電解槽１１ｂにて再び電解された電解水（酸性電解水、アルカリ性電解水）は、それぞれ弱酸性陽イオン交換樹脂９の再生と弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生に供される。この時、電極１２ａ側の一部の硬度成分イオンが電極１２ｂに引き寄せられ、一方、電極１２ｂ側の一部の陰イオンが電極１２ａに引き寄せられる。したがって、電極１２ｂ側において、引き寄せられた硬度成分イオンがアルカリ性電解水中の水酸化物イオンなどと反応し、固体として析出される。例えば、酸性電解水中の硬度成分がカルシウムイオンである場合、アルカリ性電解水により水酸化カルシウムが生じたり、水中に常在する炭酸イオンと結合して炭酸カルシウムが生じたりする。そのため、軟水化装置１ｂは、水素イオンを多く含み、硬度成分イオンを少量含む酸性電解水が軟水化槽４に流入し、硬度成分が軟水化槽４において、弱酸性陽イオン交換樹脂９に再吸着するのを抑制することができる。また、軟水化装置１ｂは、水酸化物イオンを多く含み、原水に含まれる他の陰イオンを少量含むアルカリ性電解水が中和槽５に流入し、原水に含まれる他の陰イオンが中和槽５において弱塩基性陰イオン交換樹脂１０に再吸着するのを抑制することができる。したがって、軟水化槽４と中和槽５の再生効率の低下を抑制でき、再生時間が短縮できる。
【0229】
その後、アルカリ性電解水が第二吐出口３８から、ろ過部１５へ流通する際に反応生成した固体を除去され、第二供給流路４２を介して第二中和槽５ｂに再び通水される。また、酸性電解水が第一吐出口３６から、第一供給流路４１を介して、第二軟水化槽４ｂに再び通水される。
【0230】
そして、軟水化装置１ｂでは、再生処理が終了すると電極１２、酸性電解水循環ポンプ２４及びアルカリ性電解水循環ポンプ２５の動作を停止させる。また、開閉弁７５、開閉弁７６を開放することで排水処理へ移行する。なお、再生処理の終了は、再生処理開始（電極１２の動作開始時）から一定時間とすればよい。
【0231】
＜＜排水処理＞＞
軟水化装置１ｂでは、再生処理が終了すると排水処理へ移行する。ここで、排水処理とは、循環流路４０内に残存している酸性電解水及びアルカリ性電解水の排水を行う処理である。
軟水化装置１ｂでは、再生処理が終了すると排水処理へ移行する。ここで、排水処理とは、循環流路４０内に残存している酸性電解水及びアルカリ性電解水の排水を行う処理である。
【0232】
次に、軟水化装置１ｂによる排水処理時の動作について、図８の「排水時」の欄を参照して説明する。
【0233】
軟水化装置１ｂでは、図８に示すように、排水処理（排水時）において、開閉弁５１～開閉弁５５を閉止して、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７３～開閉弁７６を開放する。
【0234】
これにより、第一循環流路４０ｃに残存している酸性電解水を酸性電解水貯水槽２６に流入させることができる。また、第二循環流路４０ｄに残存しているアルカリ性電解水をアルカリ性電解水貯水槽２８に流入させることができる。
【0235】
次に、開閉弁７５を開放すると空気抜き弁２７の作用により、酸性電解水貯水槽２６内の酸性電解水を装置外に排出することができる。また、開閉弁７６を開放すると空気抜き弁２９の作用により、アルカリ性電解水貯水槽２８内のアルカリ性電解水を装置外に排出することができる。
【0236】
排水処理を行うことにより、軟水化処理を再開した際に、循環流路４０内に残存する酸性電解水及びアルカリ性電解水が、流入口２から流入する原水と混在し、取水口７から排出されることを防ぐことができる。
【0237】
そして、軟水化装置１ｂでは、排水処理が終了すると、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７３～開閉弁７６を閉止させ、開閉弁５１～開閉弁５５を開放することで軟水化処理へ移行する。なお、排水処理の終了は、排水処理開始から一定時間経過時とすればよい。
【0238】
このようにして、軟水化装置１ｂでは、軟水化処理、再生処理、及び排水処理が繰り返し実行される。
【0239】
＜＜軟水の硬度の算出＞＞
軟水化装置１ｂにおける、軟水の硬度算出方法について説明する。
軟水化装置１ｂにおける、軟水の硬度算出方法について説明する。
【0240】
軟水化装置１ｂでは、軟水化処理中に、軟水の硬度を算出する。まず、軟水検知部６ａは、流路３４を流通する軟水の電気伝導度を検知する。検知された軟水の電気伝導度は、判定部２２に送信される。また、記憶部２３ｂは、基準電気伝導度を記憶しており、基準電気伝導度を判定部２２に送信する。
【0241】
判定部２２は、軟水検知部６ａから入力された軟水の電気伝導度と記憶部２３ｂから入力された基準電気伝導度とを比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。
【0242】
第一期と判定した場合には、第三電気伝導度算出部１９ｅが、現時点の通水量と第一係数算出部１９ｃから入力された第一係数と第二係数算出部１９ｄから入力された第二係数とを基に、第三電気伝導度を算出し、算出部１９へ出力する。
【0243】
次に、算出部１９ｂは、軟水検知部６ａで検知された軟水の電気伝導度と第三電気伝導度を基に、減算して算出された値に所定値を乗算して硬度を算出する。算出部１９ｂが算出した硬度は、表示部２１へ送信され、表示部２１において表示される。
【0244】
第二期と判定した場合には、算出部１９ｂは、軟水検知部６ａで検知された軟水の電気伝導度と判定部２２または記憶部２３から出力された基準電気伝導度を基に、減算して算出された値に所定値を乗算して硬度を算出する。算出部１９ｂが算出した硬度は、表示部２１へ送信され、表示部２１において表示される。
【0245】
以上、本実施の形態３に係る軟水化装置１ｂによれば、以下の効果を享受することができる。
【0246】
軟水化装置１ｂは、軟水化槽４と、中和槽５と、軟水検知部６ａと、判定部２２と、記憶部２３ｂと、第一係数算出部１９ｃと、第二係数算出部１９ｄと、第三電気伝導度算出部１９ｅと、算出部１９ｂと、表示部２１とを備える。軟水化槽４は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂９により軟水化する。中和槽５は、軟水化槽４を通過した軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂１０により中和する。軟水検知部６ａは、軟水化槽４および中和槽５を通過した軟水の電気伝導度を検知する。判定部２２は、軟水検知部６ａで検知された軟水の電気伝導度と基準電気伝導度を比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。記憶部２３ｂは、原水通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量が小さいときの軟水の電気伝導度を基準電気伝導度として記憶する。また、記憶部２３ｂは、中和軟水の硬度に対応する電気伝導度と軟水の電気伝導度と軟水中の硬度成分以外のイオン濃度である軟水対象イオン濃度を記憶する。第一係数算出部１９ｃと第二係数算出部１９ｄは記憶部２３ｂから出力された中和軟水の硬度に対応する電気伝導度と軟水の電気伝導度及び軟水中の硬度成分以外のイオン濃度である軟水対象イオン濃度を基に、第一係数と第二係数を算出する。第三電気伝導度算出部１９ｅは第一係数算出部１９ｃから算出された第一係数と第二係数算出部１９ｄから算出された第二係数を基に、第三電気伝導度を算出する。算出部１９ａは、判定部２２の判定結果によって、軟水中の硬度成分を算出する。判定結果が第一期である場合、軟水検知部６ａで出力された軟水の電気伝導度と、第三電気伝導度算出部１９ｅから出力された第三電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。判定結果が第二期である場合、軟水検知部６ａで出力された軟水の電気伝導度と、記憶部２３ｂから出力された基準電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。表示部２１は、算出部１９ａにより算出された軟水の硬度を通知する。そして、軟水化装置１ａは、原水が、軟水化槽４、中和槽５、及び軟水検知部６ａの順に流通するように構成されている。
【0247】
こうした構成によれば、第一期における軟水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度の上昇速度を予測することで、軟水中の硬度成分に対応する硬度値を計算できる。具体的には、実施の形態２では、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの第一期の場合、軟水中の硬度を０とみなしていたが、軟水化装置１ｂでは実施の形態２とは異なり、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの第一期の場合、第一係数及び第二係数に基づいて、軟水中の硬度成分以外のイオンに対応する第三電気伝導度の変化挙動を予測し、軟水の電気伝導度から予測された第三電気伝導度を引くことにより、軟水の硬度成分を算出できる。したがって、軟水化処理の第一期と第二期を含む全体的な硬度成分の濃度変化を算出部１９ｂで算出し、表示部２１で表示できる。つまり、第一期においても、取水口７から得られる軟水の硬度変化を算出することができるため、軟水の硬度をより正確に知ることができる。
【0248】
以上、本発明に関して実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されているところである。
【0249】
本実施の形態１に係る軟水化装置１では、原水検知部３における電気伝導度測定及び取得部１７における原水中の硬度成分以外のイオンに対応する第一電気伝導度の取得の代わりに、その他の手段を用いて、硬度成分以外のイオン成分量を測定し、それから求められる硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を第一電気伝導度として取得しても良い。その他の手段として、イオンクロマトグラフィーなどの装置による測定やパックテストなどが挙げられるが、電気伝導度測定と比較してイオン成分量の測定の精度が良い測定手段であれば、軟水中の硬度成分をより正確に算出することができる。
【0250】
また、本実施の形態１、２、及び３に係る軟水化装置１、軟水化装置１ａ、及び軟水化装置１ｂでは、軟水化槽４及び中和槽５は、それぞれ２個ずつであるとしたが、これに限られない。例えば、それぞれ１個ずつであってもよいし、３個以上ずつであってもよい。基本的には、軟水化装置１、および軟水化装置１ａ、１ｂ中で使用する弱酸性陽イオン交換樹脂９及び弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の総量が一定である場合、軟水化槽４及び中和槽５の分割数を多くするほど、軟水化処理時に、軟水化と中和を交互に行う回数が増加し、軟水化性能をさらに向上させることができる。
【0251】
また、本実施の形態１、２、及び３に係る軟水化装置１、軟水化装置１ａ、及び軟水化装置１ｂでは、第一軟水化槽４ａ及び第二軟水化槽４ｂの流路長及び流路断面積はそれぞれ等しいものとしたが、この限りではない。例えば、流路長もしくは流路断面積が異なっていてもよいし、流路長及び流路断面積の双方が異なっていてもよい。このようにしても、実施の形態１と同様の効果が得られる。なお、第一中和槽５ａ及び第二中和槽５ｂについても同様である。
【0252】
また、本実施の形態１、２、及び３に係る軟水化装置１、軟水化装置１ａ、及び軟水化装置１ｂでは、第一軟水化槽４ａに充填されている第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二軟水化槽４ｂに充填されている第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂの体積を等しいものとしたが、この限りではない。例えば、第一弱酸性陽イオン交換樹脂９ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂９ｂの体積がそれぞれ異なっていてもよいし、異なる種類の弱酸性陽イオン交換樹脂９を用いてもよい。これにより、軟水化性能を調整することができ、目的に応じた軟水化性能をもつ軟水化装置１が得られる。なお、第一中和槽５ａ及び第二中和槽５ｂについても同様である。
【0253】
また、本実施の形態１、２、及び３に係る軟水化装置１、軟水化装置１ａ、及び軟水化装置１ｂでは、酸性電解水を第二軟水化槽４ｂ、第一軟水化槽４ａの順に流通させたが、この限りではない。例えば、酸性電解水を第一軟水化槽４ａ及び第二軟水化槽４ｂの順に流通させるようにしてもよい。さらには、本実施の形態１に係る軟水化装置１では、酸性電解水を軟水化槽４の下流側から流通させたが、上流側から流通させてもよい。このようにしても、軟水化槽４の再生処理を行うことができる。
【0254】
また、本実施の形態１、２、及び３に係る軟水化装置１、軟水化装置１ａ、及び軟水化装置１ｂでは、制御部２０または制御部２０ｂで特定された時間帯になった場合もしくは軟水化処理が一定時間を超えた場合に再生処理を実行するようにしたが、これに限られない。例えば、算出部１９で算出された軟水中の硬度成分量が予め設定された基準値を超えた場合に、制御部２０または制御部２０ｂが電解槽１１または電解槽１１ｂを稼働させ、再生処理を実行するようにしてもよい。これにより、軟水中の硬度成分量に基づいて、再生処理の実行を判断することができる。そのため、軟水化槽４の弱酸性陽イオン交換樹脂９の状態をより正確に判断することができ、より適切なタイミングでの弱酸性陽イオン交換樹脂９及び弱塩基性陰イオン交換樹脂１０の再生を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0255】
本発明に係る軟水化装置は、使用場所設置型浄水装置（ＰＯＵ：Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｕｓｅ）あるいは建物入口設置型浄水装置（ＰＯＥ: Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｅｎｔｒｙ）等に適用することが可能である。
【符号の説明】
【0256】
１ 軟水化装置
１ａ 軟水化装置
１ｂ 軟水化装置
２ 流入口
３ 原水検知部
４ 軟水化槽
４ａ 第一軟水化槽
４ｂ 第二軟水化槽
５ 中和槽
５ａ 第一中和槽
５ｂ 第二中和槽
６、６ａ 軟水検知部
７ 取水口
８、８ｂ 再生装置
９ 弱酸性陽イオン交換樹脂
９ａ 第一弱酸性陽イオン交換樹脂
９ｂ 第二弱酸性陽イオン交換樹脂
１０ 弱塩基性陰イオン交換樹脂
１０ａ 第一弱塩基性陰イオン交換樹脂
１０ｂ 第二弱塩基性陰イオン交換樹脂
１１、１１ｂ 電解槽
１２ 電極
１２ａ 電極
１２ｂ 電極
１３ 処理槽
１４ 送水ポンプ
１５ ろ過部
１６ 空気抜き弁
１７ 取得部
１８ 校正部
１９、１９ａ、１９ｂ 算出部
１９ｃ 第一係数算出部
１９ｄ 第二係数算出部
１９ｅ 第三電気伝導度算出部
２０、２０ｂ 制御部
２１ 表示部
２２ 判定部
２３、２３ｂ 記憶部
２４ 酸性電解水循環ポンプ
２５ アルカリ性電解水循環ポンプ
２６ 酸性電解水貯水槽
２７ 空気抜き弁
２８ アルカリ性電解水貯水槽
２９ 空気抜き弁
３０、３１、３２、３３、３４ 流路
３５ 第一取水口
３６ 第一吐出口
３７ 第二取水口
３８ 第二吐出口
４０ 循環流路
４０ａ、４０ｃ 第一循環流路
４０ｂ、４０ｄ 第二循環流路
４１ 第一供給流路
４２ 第二供給流路
４３ 第一バイパス流路
４４ 第二バイパス流路
４５ 第一回収流路
４６ 第二回収流路
４７ 第一送水流路
４８ 第二送水流路
５０ 送水流路
５１、５２、５３、５４、５５ 開閉弁
６１、６２、６３、６４、６５、６６ 開閉弁
７１、７２、７３、７４、７５、７６ 開閉弁
８０ 隔膜
８１ 陽極室
８２ 陰極室
１ａ 軟水化装置
１ｂ 軟水化装置
２ 流入口
３ 原水検知部
４ 軟水化槽
４ａ 第一軟水化槽
４ｂ 第二軟水化槽
５ 中和槽
５ａ 第一中和槽
５ｂ 第二中和槽
６、６ａ 軟水検知部
７ 取水口
８、８ｂ 再生装置
９ 弱酸性陽イオン交換樹脂
９ａ 第一弱酸性陽イオン交換樹脂
９ｂ 第二弱酸性陽イオン交換樹脂
１０ 弱塩基性陰イオン交換樹脂
１０ａ 第一弱塩基性陰イオン交換樹脂
１０ｂ 第二弱塩基性陰イオン交換樹脂
１１、１１ｂ 電解槽
１２ 電極
１２ａ 電極
１２ｂ 電極
１３ 処理槽
１４ 送水ポンプ
１５ ろ過部
１６ 空気抜き弁
１７ 取得部
１８ 校正部
１９、１９ａ、１９ｂ 算出部
１９ｃ 第一係数算出部
１９ｄ 第二係数算出部
１９ｅ 第三電気伝導度算出部
２０、２０ｂ 制御部
２１ 表示部
２２ 判定部
２３、２３ｂ 記憶部
２４ 酸性電解水循環ポンプ
２５ アルカリ性電解水循環ポンプ
２６ 酸性電解水貯水槽
２７ 空気抜き弁
２８ アルカリ性電解水貯水槽
２９ 空気抜き弁
３０、３１、３２、３３、３４ 流路
３５ 第一取水口
３６ 第一吐出口
３７ 第二取水口
３８ 第二吐出口
４０ 循環流路
４０ａ、４０ｃ 第一循環流路
４０ｂ、４０ｄ 第二循環流路
４１ 第一供給流路
４２ 第二供給流路
４３ 第一バイパス流路
４４ 第二バイパス流路
４５ 第一回収流路
４６ 第二回収流路
４７ 第一送水流路
４８ 第二送水流路
５０ 送水流路
５１、５２、５３、５４、５５ 開閉弁
６１、６２、６３、６４、６５、６６ 開閉弁
７１、７２、７３、７４、７５、７６ 開閉弁
８０ 隔膜
８１ 陽極室
８２ 陰極室
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】