2023-91796 軟水化装置

(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】P2023091796

(43)【公開日】2023-07-03

(54)【発明の名称】軟水化装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/42 20230101AFI20230626BHJP

   C02F 1/461 20230101ALI20230626BHJP

   B01J 39/07 20170101ALI20230626BHJP

   B01J 41/07 20170101ALI20230626BHJP

   B01J 47/14 20170101ALI20230626BHJP

   B01J 49/53 20170101ALI20230626BHJP

   B01J 49/57 20170101ALI20230626BHJP

【ＦＩ】

C02F1/42 A

C02F1/461 A

B01J39/07

B01J41/07

B01J47/14

B01J49/53

B01J49/57

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021206578

(22)【出願日】2021-12-21

(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】土田 直輝

(72)【発明者】

【氏名】加藤 港

【テーマコード（参考）】

4D025

4D061

【Ｆターム（参考）】

4D025AA02

4D025AB19

4D025BA10

4D025BA15

4D025BB02

4D025BB09

4D025CA01

4D025CA10

4D025DA02

4D061DA02

4D061DA03

4D061DB07

4D061DB08

4D061EA02

4D061EB02

4D061EB05

4D061EB12

4D061EB19

4D061EB30

4D061EB37

4D061EB39

4D061GA14

4D061GC14

4D061GC16

4D061GC20

(57)【要約】

【課題】転極運転のタイミングを検知し、適切なタイミングで転極運転を行うことが可能な軟水化装置を提供すること。
【解決手段】軟水化装置１は、軟水化槽３と、中和槽４と、電解槽９と、検知部２７と、制御部２６とを備える。検知部２７は、電圧を検知し、制御部２６は検知部２７が検知した電圧を基に電解槽９の電極再生処理を制御する。樹脂再生処理に、検知部２７が検知した電圧が第一基準値未満の場合には、樹脂再生処理を継続または軟水化処理に移行し、検知部２７が検知した電圧が第一基準値以上の場合には、樹脂再生処理を停止して電極再生処理に移行する。また、電極再生処理時に、検知部２７が検知した電圧が第二基準値以上の場合には、電極再生処理を継続し、検知部２７が検知した電圧が第二基準値未満となった場合には、電極再生処理を終了し、樹脂再生処理または前記軟水化処理に移行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
酸性電解水とアルカリ性電解水とを生成する電解槽と、
前記電解槽の電圧を検知する検知部と、
前記検知部が検知した前記電圧を基に前記電解槽の電極再生処理を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記酸性電解水を用いた前記弱酸性陽イオン交換樹脂の再生または前記アルカリ性電解水を用いた前記弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生の少なくとも一方を行う樹脂再生処理時に、
前記検知部が検知した前記電圧が第一基準値未満の場合には、前記樹脂再生処理を継続または前記軟水化処理に移行し、
前記検知部が検知した前記電圧が第一基準値以上の場合には、前記樹脂再生処理を停止して前記電極再生処理に移行し、
前記電極再生処理時に、
前記検知部が検知した前記電圧が第二基準値以上の場合には、前記電極再生処理を継続し、
前記検知部が検知した前記電圧が第二基準値未満となった場合には、前記電極再生処理を終了し、前記樹脂再生処理または前記軟水化処理に移行する軟水化装置。

【請求項2】

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、
酸性電解水とアルカリ性電解水とを生成する電解槽と、
前記電解槽の電圧を検知する検知部と、
前記検知部が検知した前記電圧を基に前記電解槽の電極再生処理を制御する制御部と、
を備え、
前記酸性電解水を用いた前記弱酸性陽イオン交換樹脂の再生または前記アルカリ性電解水を用いた前記弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生の少なくとも一方を行う樹脂再生処理の終了後かつ前記軟水化処理の開始前に、
前記制御部は、
前記検知部が検知した前記電圧が第一基準値未満の場合には、前記電極再生処理に移行せず、前記軟水化処理に移行する軟水化装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記検知部が検知した前記電圧が前記第一基準値以上の場合に、前記電極再生処理及び前記軟水化処理を並列に実行する請求項２に記載の軟水化装置。

【請求項4】

前記検知部が検知した前記電圧が前記第一基準値以上の場合に、前記電極再生処理に移行後、前記軟水化処理に移行する請求項２に記載の軟水化装置。

【請求項5】

前記検知部が検知した前記電圧が、前記電極再生処理中に第二基準値未満となった場合に、前記電極再生処理を終了する請求項３または４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】

従来の軟水化装置として、陽イオン交換樹脂を用いたものが数多く提案されている。例えば、ナトリウムイオンを官能基として有する陽イオン交換樹脂（強酸性イオン交換樹脂）を用い、原水中に含まれる硬度成分であるカルシウムイオンやマグネシウムイオンをナトリウムイオンにイオン交換して軟水を得るものが知られている。

【0003】

ところで、陽イオン交換樹脂は、使用を続けるとイオン交換能力が低下又は消失する。すなわち、陽イオン交換樹脂の官能基であるナトリウムイオンすべてが、硬度成分であるカルシウムイオンや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。そのため、再びイオン交換を可能とするために、陽イオン交換樹脂の再生を行う必要がある。

【0004】

再生処理としては、飽和食塩水等の再生水を陽イオン交換樹脂に通水するといった処理が一例として挙げられる。そのような再生処理は、軟水の使用量に応じて定期的に食塩を補充する必要があり、食塩の補充に手間がかかる。また、多量の食塩を用いるため環境問題の原因となっている。

【0005】

そこで、食塩を使用しない陽イオン交換樹脂の再生方法として、弱酸性陽イオン交換樹脂を用い、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（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。弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化された水は、硬度成分の代わりに水素イオンが放出されるために酸性となる。これを中和するために、弱酸性陽イオン交換樹脂に弱塩基性陰イオン交換樹脂を組み合わせて利用されることがある。つまり、弱塩基性陰イオン交換樹脂は、弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化された水に含まれる水素イオン及び陰イオンを吸着することで軟水化された原水を中和している。弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生方法として、電気分解で生成したアルカリ性電解水を用いる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１－３０９７３号公報

【特許文献2】特開２０１０－１４２６７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このような従来の軟水化装置では、弱酸性陽イオン交換樹脂を再生する水素イオンと、弱塩基性陰イオン交換樹脂を再生する水酸化物イオンとを、水の電気分解により生成する電解槽が用いられている。電解槽の運転時には、陰極で生成された水酸化物イオンが水中のカルシウムイオンあるいはマグネシウムイオンと反応し、主に陰極上に固体（スケール）が析出する。この電解槽内で析出したスケールは、電解槽の運転電圧を上昇させるため、軟水化装置の消費電力上昇を引き起こす。そこで、電解槽の電極に印加する電圧を反転する転極運転を行い、固体を除去する必要がある。しかし、転極を行うことで電極が消耗するため、適切なタイミングで転極運転を行う必要があるが、そのタイミングを検知することが困難であるという課題がある。

【0008】

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、転極運転のタイミングを検知し、適切なタイミングで転極運転を行う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】

【0009】

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、原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化する軟水化槽と、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中和槽と、酸性電解水とアルカリ性電解水を生成する電解槽と、電解槽の電圧を検知する検知部と、検知部が検出した電圧を基に電解槽の電極再生処理を制御する制御部と、を備える。制御部は、酸性電解水を用いた弱酸性陽イオン交換樹脂の再生またはアルカリ性電解水を用いた弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生の少なくとも一方を行う樹脂再生処理時に、検知部が検知した電圧が第一基準値未満の場合には、前記樹脂再生処理を継続または前記軟水化処理に移行し、検知部が検知した電圧が第一基準値以上の場合には、樹脂再生処理を停止して電極再生処理に移行する。電極再生処理時に、検知部が検知した電圧が第二基準値以上の場合には、電極再生処理を継続し、検知部が検知した電圧が第二基準値未満となった場合には、電極再生処理を終了し、樹脂再生処理または軟水化処理に移行する。これにより、所期の目的を達成するものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、転極運転のタイミングを検知し、適切なタイミングで転極運転を行う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】

【0011】

【図1】図１は、本発明の実施の形態１に係る軟水化装置の構成を示す概念図である。

【図2】図２は、軟水化装置の樹脂再生処理時の各構成要素の状態を示す図である。

【図3】図３は、軟水化装置の電極再生処理時の各構成要素の状態を示す図である。

【図4】図４は、軟水化装置の動作時の状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【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合って、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。

【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。

【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、軟水化槽３（第一軟水化槽３ａ及び第二軟水化槽３ｂ）と、中和槽４（第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂ）と、取水口５と、再生装置６とを備えている。

【0016】

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、開閉弁７２、開閉弁８１、及び、開閉弁８２）及び複数の流路（流路３０～３６、第一供給流路４１、第一バイパス流路４２、第一回収流路４３、第二供給流路４５、第二バイパス流路４６、第二回収流路４７、送水流路４８、及び送水流路４９）を備えており、詳細は後述する。なお、複数の流路（流路３０～３６、第一供給流路４１、第一バイパス流路４２、第一回収流路４３、第二供給流路４５、第二バイパス流路４６、第二回収流路４７、送水流路４８、及び送水流路４９）として、例えばパイプ等の管が用いられる。

【0017】

（（流入口、取水口、及び流路３０～３４））
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。

【0018】

取水口５は、軟水化槽３及び中和槽４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５から軟水化処理後の軟水を取り出すことができる。

【0019】

流入口２から取水口５までは、流路３０、流路３１、流路３２、流路３３、及び流路３４によってこの順で接続されている。

【0020】

流路３０は、流入口２から第一軟水化槽３ａ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３ａへ導く流路である。

【0021】

流路３１は、第一軟水化槽３ａから第一中和槽４ａ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３ａで軟水化された酸性の軟水（第一軟水）を第一中和槽４ａへ導く流路である。

【0022】

流路３２は、第一中和槽４ａから第二軟水化槽３ｂまでを接続する流路である。つまり、流路３２は、第一中和槽４ａで中和された第一軟水（第一中和軟水）を第二軟水化槽３ｂへ導く流路である。

【0023】

流路３３は、第二軟水化槽３ｂから第二中和槽４ｂ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３ｂで軟水化された酸性の軟水（第二軟水）を第一中和槽４ａへ導く流路である。

【0024】

流路３４は、第二中和槽４ｂから取水口５までを接続する流路である。つまり、流路３４は、第一中和槽４ａで中和された第二軟水（第二中和軟水）を取水口５へ導く流路である。

【0025】

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３ａ、流路３１、第一中和槽４ａ、流路３２、第二軟水化槽３ｂ、流路３３、第二中和槽４ｂ、流路３４、及び取水口５の順に流通して、中性の軟水として排出される。

【0026】

（（軟水化槽））
軟水化槽３は、弱酸性陽イオン交換樹脂７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３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３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７を備えている。

【0027】

軟水化槽３は、例えば円筒状の容器に弱酸性陽イオン交換樹脂７が充填されて構成されている。軟水化槽３は、第一軟水化槽３ａと第二軟水化槽３ｂとを含んで構成される。

【0028】

第一軟水化槽３ａは、第一弱酸性陽イオン交換樹脂７ａが充填されて構成されている。第一軟水化槽３ａは、上流側で流路３０と接続され、下流側で流路３１と接続される。

【0029】

第二軟水化槽３ｂは、第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂが充填されて構成されている。第二軟水化槽３ｂは、上流側で流路３２と接続され、下流側で流路３３と接続される。

【0030】

また、第一軟水化槽３ａと第二軟水化槽３ｂとは、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７を有している。これにより、第一軟水化槽３ａ及び第二軟水化槽３ｂを同じ部材で構成できるため、軟水化装置１の低コスト化を図れる。

【0031】

なお、以下では、第一弱酸性陽イオン交換樹脂７ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂ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７として説明する。

【0032】

弱酸性陽イオン交換樹脂７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７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７として、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、カルボキシル基（－ＣＯＯＨ）を交換基とするものが挙げられる。また、弱酸性陽イオン交換樹脂７として、カルボキシル基の対イオンである水素イオン（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樹脂を用いてもよい。

【0033】

（（中和槽））
中和槽４は、弱塩基性陰イオン交換樹脂８の作用により、軟水化槽３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を中和し、中性の軟水とする。具体的には、中和槽４は、軟水化槽３から流入する軟水に含まれる水素イオンを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。

【0034】

中和槽４は、弱塩基性陰イオン交換樹脂８を備えている。

【0035】

中和槽４は、例えば円筒状の容器に弱塩基性陰イオン交換樹脂８が充填されて構成されている。また、中和槽４は、第一中和槽４ａと第二中和槽４ｂとを含んで構成される。

【0036】

第一中和槽４ａ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８ａが充填されて構成されている。第一中和槽４ａは、上流側で流路３１と接続され、下流側で流路３２と接続される。

【0037】

第二中和槽４ｂは、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂが充填されて構成されている。第二中和槽４ｂは、上流側で流路３３と接続され、下流側で流路３４と接続される。

【0038】

第一中和槽４ａと第二中和槽４ｂとは、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８を有している。これにより、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂを同じ部材で構成できるため、軟水化装置１の低コスト化を図れる。

【0039】

なお、以下では、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂８ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂ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８として説明する。

【0040】

弱塩基性陰イオン交換樹脂８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８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、遊離塩基型の陰イオン交換樹脂が挙げられる。弱塩基性陰イオン交換樹脂８は、後述する樹脂再生処理において、アルカリ性電解水を用いて再生される。

【0041】

（（再生装置））
再生装置６は、軟水化槽３の弱酸性陽イオン交換樹脂７を再生させ、且つ、中和槽４の弱塩基性陰イオン交換樹脂８を再生させる機器である。具体的には、再生装置６は、電解槽９と、酸性電解水貯水槽１９と、酸性電解水循環ポンプ２３と、アルカリ性電解水貯水槽２１と、アルカリ性電解水循環ポンプ２４と、捕捉部２５と、制御部２６と、検知部２７とを含んで構成される。そして、再生装置６では、流入口２から取水口５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４３、第二供給流路４５、及び第二回収流路４７がそれぞれ接続されている。

【0042】

（（電解槽））
電解槽９は、弱酸性陽イオン交換樹脂７を再生する酸性電解水と、弱塩基性陰イオン交換樹脂８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９で酸性電解水及びアルカリ性電解水を生成することで、軟水化装置１の軟水化性能が低下してきた場合には、再生処理を行うことができる。なお、電解槽９は、後述する制御部２６によって、陽極１１及び陰極１５への通電状態を制御できるように構成されている。また、電解槽９の電圧は、後述する検知部２７によって、樹脂再生処理及び電極再生処理時に検知される。

【0043】

電解槽９は、隔膜１０、陽極室１４、及び陰極室１８を備える。

【0044】

電解槽９は、内部に設けられた隔膜１０により、陽極室１４と陰極室１８とに隔てられている。

【0045】

隔膜１０は、電解槽９の内部を陽極室１４と陰極室１８とに隔てる。隔膜１０は、陽極室１４で生成する酸性電解水と陰極室１８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ため、弱酸性陽イオン交換樹脂７及び弱塩基性陰イオン交換樹脂８の再生効率低下を抑制できる。

【0046】

また、隔膜１０により、一方のイオン交換樹脂の再生が先に終わった場合の他方のイオン交換樹脂の再生効率低下についても抑制することができる。具体的には、隔膜１０がない場合、酸性電解水とアルカリ性電解水とが混合しやすい環境となる。例えば、弱塩基性陰イオン交換樹脂８の再生に対して、弱酸性陽イオン交換樹脂７の再生が先に完了すると、弱酸性陽イオン交換樹脂７の再生に供されていた酸性電解水中の水素イオンが、アルカリ性電解水中の水酸化物イオンと反応し、中和により水酸化物イオンが消費されてしまう。つまり、隔膜１０を有さない場合には、一方のイオン交換樹脂の再生が先に完了すると、他方のイオン交換樹脂の再生効率が低下しやすい。しかし、隔膜１０により、電解槽９の内部を陽極室１４と陰極室１８とに隔てることで、一方のイオン交換樹脂の再生が完了した場合においても、他方のイオン交換樹脂の再生に供される電解水との混合を抑制可能となる。したがって、隔膜１０により、一方のイオン交換樹脂の再生が先に終わった場合の他方のイオン交換樹脂の再生効率低下についても抑制可能となる。

【0047】

隔膜１０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１０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１では、フッ素系の多孔質膜を用いている。

【0048】

陽極室１４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１４は、陽極１１、第一取水口１２、及び第一吐出口１３を備える。

【0049】

陽極１１は、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、陽極１１を備える陽極室１４では、水の水素イオン濃度が高まり、酸性電解水となる。陽極１１として、例えば白金電極を用いることができる。

【0050】

第一取水口１２は、酸性電解水貯水槽１９に貯められた酸性電解水を、送水流路４８を通して陽極室１４に導入する開口である。第一取水口１２は、送水流路４８に接続される。

【0051】

第一吐出口１３は、陽極１１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３へ供給する開口である。第一吐出口１３は、第一供給流路４１と接続される。

【0052】

陰極室１８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１８は、陰極１５、第二取水口１６、及び第二吐出口１７を備える。

【0053】

陰極１５は、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、陰極１５を備える陰極室１８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。陰極１５として、例えば白金電極を用いることができる。

【0054】

第二取水口１６は、アルカリ性電解水貯水槽２１に貯められたアルカリ性電解水を、送水流路４９を通して陰極室１８に導入する開口である。第二取水口１６は、送水流路４９に接続される。

【0055】

第二吐出口１７は、陰極１５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４５を通して中和槽４へ供給する開口である。第二吐出口１７は、第二供給流路４５と接続される。

【0056】

つまり、電解槽９は、陽極１１を用いて、第一取水口１２から流入した水（酸性電解水貯水槽１９から供給される水）を電気分解することによって、陽極室１４で酸性電解水を生成し、第一吐出口１３から排出する。また、電解槽９は、陰極１５を用いて、第二取水口１６から流入した水（アルカリ性電解水貯水槽２１から供給される水）を電気分解することによって、陰極室１８でアルカリ性電解水を生成し、第二吐出口１７から排出する。

【0057】

なお、ここまでは、陰極１５に対して陽極１１に高電位となるように通電した（正電解）場合について説明した。一方、陽極１１に対して陰極１５が高電位となるように通電した（逆電解）場合には、陽極室１４ではアルカリ性電解水が生成し、陰極室１８では酸性電解水が生成される。軟水化装置１では、電解槽９は、樹脂再生処理時には正電解を行い、電極再生処理時には逆電解を行う。

【0058】

（（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１９は、上流側で第一回収流路４３と接続され、下流側で送水流路４８と接続される。酸性電解水貯水槽１９は、空気抜き弁２０を備えたタンクまたは容器である。酸性電解水貯水槽１９は、弱酸性陽イオン交換樹脂７を再生する際に酸性電解水循環流路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。

【0059】

酸性電解水貯水槽１９に酸性電解水を貯めることで、酸性電解水循環流路４０内を流通する酸性電解水の総量を制御することが可能となる。例えば、酸性電解水貯水槽１９の容積を大きくすることにより、酸性電解水循環流路４０内のイオンの量が一定の場合に、酸性電解水循環流路４０内のイオン濃度を低下させることができる。硬度成分等の陽イオン濃度の低下により、弱酸性陽イオン交換樹脂７での反応の平衡は、再生反応（弱酸性陽イオン交換樹脂７から硬度成分が脱離し、水素イオンが吸着する反応）側に傾くため、再生効率を高めることが可能となる。また、酸性電解水貯水槽１９の容積を小さくすることにより、酸性電解水循環流路４０内のイオン（硬度成分等の陽イオン）の量が一定の場合に、酸性電解水循環流路４０内のイオン濃度を上昇させることができる。酸性電解水のイオン濃度の上昇により、電解槽９において電気分解を行う際の溶液抵抗が小さくなる。したがって、電解槽９が印加する印加電圧を小さくすることが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。つまり、目的に応じた容積を有する酸性電解水貯水槽１９を用いることにより、軟水化装置１の性能を向上させることができる。

【0060】

空気抜き弁２０は、酸性電解水に含まれる気体を抜き、酸性電解水循環流路４０内に気体が溜まらないようにするものである。

【0061】

アルカリ性電解水貯水槽２１は、上流側で第二回収流路４７と接続され、下流側で送水流路４９と接続される。アルカリ性電解水貯水槽２１は、空気抜き弁２２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２１は、弱塩基性陰イオン交換樹脂８を再生する際にアルカリ性電解水循環流路４４（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。

【0062】

アルカリ性電解水貯水槽２１にアルカリ性電解水を貯めることで、アルカリ性電解水循環流路４４内を流通するアルカリ性電解水の総量を制御することが可能となる。例えば、アルカリ性電解水貯水槽２１の容積を大きくすることにより、アルカリ性電解水循環流路４４内のイオンの量が一定の場合に、アルカリ性電解水循環流路４４内のイオン濃度を低下させることができる。陰イオン濃度の低下により、弱塩基性陰イオン交換樹脂８での反応の平衡は、再生反応側に傾くため、再生効率を高めることが可能となる。また、アルカリ性電解水貯水槽２１の容積を小さくすることにより、アルカリ性電解水循環流路４４内のイオンの量が一定の場合に、アルカリ性電解水循環流路４４内のイオン濃度を上昇させることができる。アルカリ性電解水のイオン濃度の上昇により、電解槽９において電気分解を行う際の溶液抵抗が小さくなる。したがって、電解槽９が印加する印加電圧を小さくすることが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。つまり、目的に応じた容積を有するアルカリ性電解水貯水槽２１を用いることにより、軟水化装置１の性能を向上させることができる。

【0063】

空気抜き弁２２は、アルカリ性電解水に含まれる気体を抜き、アルカリ性電解水循環流路４４内に気体が溜まらないようにするものである。

【0064】

（（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２３は、再生装置６による樹脂再生処理の際に、酸性電解水循環流路４０（図２参照）に水を流通させる機器である。酸性電解水循環ポンプ２３は、酸性電解水貯水槽１９と第一取水口１２との間を連通接続する送水流路４８に設けられている。

【0065】

酸性電解水循環ポンプ２３により、酸性電解水循環流路４０を流通する酸性電解水の流量を制御することが可能となる。例えば、電解槽９での水素イオンの生成速度が一定の場合に、酸性電解水の流量を大きくすると、水素イオン濃度が低下（ｐＨが上昇）する。また、酸性電解水の流量を小さくすると、水素イオン濃度が上昇（ｐＨが低下）する。つまり、酸性電解水循環ポンプ２３によって、酸性電解水の流量を調整することにより、弱酸性陽イオン交換樹脂７へ供給する酸性電解水中の水素イオン濃度を調整することができる。そのため、弱酸性陽イオン交換樹脂７の状態に応じた水素イオン供給が可能となり、軟水化装置１の性能を向上させることができる。

【0066】

アルカリ性電解水循環ポンプ２４は、再生装置６による樹脂再生処理の際に、アルカリ性電解水循環流路４４（図２参照）に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２４はアルカリ性電解水貯水槽２１と第二取水口１６との間を連通接続する送水流路４９に設けられている。

【0067】

アルカリ性電解水循環ポンプ２４により、アルカリ性電解水循環流路４４を流通するアルカリ性電解水の流量を制御することが可能となる。例えば、電解槽９での水酸化物イオンの生成速度が一定の場合に、アルカリ性電解水の流量を大きくすると、水酸化物イオン濃度が低下する。また、アルカリ性電解水の流量を小さくすると、水酸化物イオン濃度が上昇する。つまり、アルカリ性電解水循環ポンプ２４によって、アルカリ性電解水の流量を調整することにより、弱塩基性陰イオン交換樹脂８へ供給するアルカリ性電解水中の水酸化物イオン濃度を調整することができる。そのため、弱塩基性陰イオン交換樹脂８の状態に応じた水酸化物イオン供給が可能となり、軟水化装置１の性能を向上させることができる。

【0068】

酸性電解水循環ポンプ２３及びアルカリ性電解水循環ポンプ２４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、弱酸性陽イオン交換樹脂７の再生に適した水素イオン供給が可能な酸性電解水の流量及び弱塩基性陰イオン交換樹脂８の再生に適した水酸化物イオン供給が可能なアルカリ性電解水の流量を個別に設定することが可能となる。

【0069】

酸性電解水循環ポンプ２３及びアルカリ性電解水循環ポンプ２４は、後述する制御部２６と無線又は有線により通信可能に接続されている。

【0070】

（（捕捉部））
捕捉部２５は、第二供給流路４５において、電解槽９の後段、且つ、第二中和槽４ｂの前段に設けられている。

【0071】

捕捉部２５は、電解槽９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９の陰極室１８でアルカリ性電解水水中の硬度成分と陰極１５により生成される水酸化物イオンが反応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、水酸化マグネシウムが生じる。樹脂再生処理時に析出する固体は、除去しなければ中和槽４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、捕捉部２５で析出物の分離を行うことにより、第二中和槽４ｂ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。

【0072】

捕捉部２５は、電解槽９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。

【0073】

（（制御部））
制御部２６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２６は、軟水化槽３の弱酸性陽イオン交換樹脂７及び中和槽４の弱塩基性陰イオン交換樹脂８の樹脂再生処理を制御する。さらに、制御部２６は、電解槽９を再生する電極再生処理を制御する。加えて、制御部２６は、軟水化装置１の軟水化処理、樹脂再生処理、及び電極再生処理の切り替えを制御する。この際、制御部２６は、陽極１１、陰極１５、酸性電解水循環ポンプ２３、アルカリ性電解水循環ポンプ２４、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、開閉弁７２、開閉弁８１、及び、開閉弁８２の動作を制御し、軟水化処理、樹脂再生処理、及び電極再生処理の切り替えを行い、それぞれの処理を実行させる。

【0074】

具体的には、制御部２６は、検知部２７で検知された電圧と、後述する第一基準値あるいは第二基準値を比較することにより、軟水化処理、樹脂再生処理、及び、電極再生処理の切り替えを判断する。

【0075】

なお、制御部２６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、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。

【0076】

（（検知部））
検知部２７は、樹脂再生処理及び電極再生処理時の電解槽９における電圧を検知する。また、検知部２７は、制御部２６に接続されている。つまり、検知部２７で検知された電圧をもとに、制御部２６では、軟水化処理、樹脂再生処理、及び、電極再生処理の切り替えを判断することができる。

【0077】

（（酸性電解水循環流路、アルカリ性電解水循環流路））
次に、図２を参照して、軟水化装置１の樹脂再生処理の際に形成される酸性電解水循環流路４０及びアルカリ性電解水循環流路４４について説明する。図２は、軟水化装置１の樹脂再生処理時の各構成要素の状態を示す図である。

【0078】

酸性電解水循環流路４０は、図２（白矢印）に示すように、酸性電解水循環ポンプ２３によって酸性電解水貯水槽１９から送出された水が、電解槽９、第二軟水化槽３ｂ、及び第一軟水化槽３ａを流通し、酸性電解水貯水槽１９に戻って循環する流路である。より詳細には、酸性電解水循環流路４０は、酸性電解水循環ポンプ２３によって酸性電解水貯水槽１９から送出された水が、送水流路４８、第一取水口１２、陽極室１４、第一吐出口１３、第一供給流路４１、開閉弁６３、第二軟水化槽３ｂ、第一バイパス流路４２、開閉弁６５、第一軟水化槽３ａ、第一回収流路４３、開閉弁６１、酸性電解水貯水槽１９の順に流通して循環する流路である。

【0079】

第一供給流路４１は、第一吐出口１３から流路３３までを接続する流路である。つまり、第一供給流路４１は、第一吐出口１３から第二軟水化槽３ｂの下流側へ酸性電解水を供給する流路である。なお、第一供給流路４１は、第二軟水化槽３ｂ及び開閉弁５４の間で流路３３と接続している。そして、開閉弁５４は、第二バイパス流路４６及び流路３３の接続箇所と第二軟水化槽３ｂとの間に設けられている。これにより、第一供給流路４１を流通する酸性電解水と第二回収流路４７を流通するアルカリ性電解水との混合を抑制することができる。なお、第一供給流路４１には開閉弁６３が設置されている。

【0080】

第一バイパス流路４２は、第一中和槽４ａを迂回して流路３２から流路３１までを接続する流路である。つまり、第一バイパス流路４２は、第二軟水化槽３ｂを流通した酸性電解水を、第一中和槽４ａをバイパスして第一軟水化槽３ａに供給する流路である。これにより、酸性電解水を第二軟水化槽３ｂから第一軟水化槽３ａの下流側に供給することができる。なお、第一バイパス流路４２を設けることにより、第一軟水化槽３ａと第二軟水化槽３ｂとの間に存在する第一中和槽４ａに酸性電解水を流通させることなく樹脂再生処理を進行させることができる。なお、第一バイパス流路４２には開閉弁６５が設置されている。

【0081】

第一回収流路４３は、流路３０から酸性電解水貯水槽１９までを接続する流路である。つまり、第一回収流路４３は、軟水化槽３の樹脂再生処理によって軟水化槽３から流出した硬度成分を含む酸性電解水を、酸性電解水貯水槽１９へ回収する流路である。なお、第一回収流路４３には、開閉弁６１が設置されている。

【0082】

送水流路４８は、酸性電解水貯水槽１９から第一取水口１２までを接続する流路である。送水流路４８には、酸性電解水循環ポンプ２３が設けられている。つまり、送水流路４８は、酸性電解水循環ポンプ２３を用いて、酸性電解水貯水槽１９に貯められた酸性電解水を電解槽９の陽極室１４へと供給する流路である。送水流路４８には、開閉弁７１が設置されている。

【0083】

ここで、酸性電解水循環流路４０に水を循環させるための各流路の状態を説明する。

【0084】

流路３３には、第一供給流路４１の下流側、且つ、第一バイパス流路４２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３ｂ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９の陽極室１４からの酸性電解水を第二軟水化槽３ｂに供給できるようになる。

【0085】

流路３１には、第一バイパス流路４２の下流側、且つ、第二回収流路４７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４６の下流側、且つ、第一バイパス流路４２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３ｂの上流側、且つ、第一軟水化槽３ａの下流側に、第一バイパス流路４２が連通接続された状態となる。これにより、第二軟水化槽３ｂを流通した酸性電解水を第一軟水化槽３ａに供給できるようになる。

【0086】

流路３０には、流入口２の下流側、且つ、第一回収流路４３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３ａの上流側に第一回収流路４３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３ａ及び第二軟水化槽３ｂを流通した水（硬度成分を含む酸性電解水）を酸性電解水貯水槽１９へ回収することができるようになる。

【0087】

送水流路４８には、酸性電解水貯水槽１９の下流側（酸性電解水貯水槽１９と酸性電解水循環ポンプ２３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、酸性電解水貯水槽１９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４８へ水を供給することができる。

【0088】

一方、アルカリ性電解水循環流路４４は、図２（黒矢印）に示すように、アルカリ性電解水循環ポンプ２４によってアルカリ性電解水貯水槽２１から送出された水が、電解槽９、第二中和槽４ｂ、及び第一中和槽４ａを流通し、アルカリ性電解水貯水槽２１に戻って循環する流路である。より詳細には、アルカリ性電解水循環流路４４は、アルカリ性電解水循環ポンプ２４によってアルカリ性電解水貯水槽２１から送出された水が、送水流路４９、第二取水口１６、陰極室１８、第二吐出口１７、第二供給流路４５、捕捉部２５、開閉弁６４、第二中和槽４ｂ、第二バイパス流路４６、開閉弁６６、第一中和槽４ａ、第二回収流路４７、開閉弁６２、アルカリ性電解水貯水槽２１の順に流通して循環する流路である。

【0089】

第二供給流路４５は、第二吐出口１７から流路３４までを接続する流路である。つまり、第二供給流路４５は、電解槽９から第二中和槽４ｂの下流側へアルカリ性電解水を供給する流路である。第二供給流路４５には、開閉弁６４が設置されている。

【0090】

第二バイパス流路４６は、第二軟水化槽３ｂを迂回して流路３３から流路３２までを接続する流路である。つまり、第二バイパス流路４６は、第二中和槽４ｂを流通したアルカリ性電解水を、第二軟水化槽３ｂをバイパスして第一中和槽４ａの下流側に供給する流路である。第二バイパス流路４６には、開閉弁６６が設置されている。

【0091】

第二回収流路４７は、流路３１からアルカリ性電解水貯水槽２１までを接続する流路である。つまり、第二回収流路４７は、第一中和槽４ａ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２１へ回収する流路である。第二回収流路４７には、開閉弁６２が設置されている。

【0092】

送水流路４９は、アルカリ性電解水貯水槽２１から第二取水口１６までを接続する流路である。送水流路４９には、アルカリ性電解水循環ポンプ２４が設けられている。つまり、送水流路４９は、アルカリ性電解水循環ポンプ２４を用いて、第二取水口１６より電解槽９の陰極室１８へ、アルカリ性電解水貯水槽２１に貯められた酸性電解水を供給する流路である。送水流路４９には、開閉弁７２が設置されている。

【0093】

ここで、アルカリ性電解水循環流路４４に水を循環させるための各流路の状態を説明する。

【0094】

流路３４には、第二供給流路４５の下流側、且つ、第二バイパス流路４６の上流側に開閉弁５４が設置されている。また、流路３４には、取水口５の上流側、且つ、第二中和槽４ｂの下流側に開閉弁５５が設置されている。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４ｂの下流側に第二供給流路４５が連通接続された状態となる。これにより、電解槽９の陰極室１８からのアルカリ性電解水を第二中和槽４ｂに供給できるようになる。

【0095】

流路３２には、第二バイパス流路４６の下流側、且つ、第二軟水化槽３ｂの上流側に開閉弁５３が設置されている。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４ａの下流側、且つ、第二中和槽４ｂの上流側に、第二バイパス流路４６が連通接続された状態となる。これにより、第二中和槽４ｂを流通したアルカリ性電解水を第一中和槽４ａに供給できるようになる。

【0096】

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４ａの上流側に第二回収流路４７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、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂを流通した水（陰イオンを含むアルカリ性電解水）をアルカリ性電解水貯水槽２１へ回収することができるようになる。

【0097】

また、送水流路４９には、アルカリ性電解水貯水槽２１の下流側（アルカリ性電解水貯水槽２１とアルカリ性電解水循環ポンプ２４の間の位置）に開閉弁７２が設置されている。開閉弁７２を閉止することにより、アルカリ性電解水貯水槽２１に水を貯留することができる。一方、開閉弁７２を開放することにより、送水流路４９へ水を供給することができる。

【0098】

また、開閉弁５１及び開閉弁５５を閉止することによって、酸性電解水循環流路４０、アルカリ性電解水循環流路４４への水の循環を開始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、酸性電解水循環流路４０、アルカリ性電解水循環流路４４への水の循環を停止することができる。

【0099】

（（陽極室電解水排水流路、陰極室電解水排水流路））
次に、図３を参照して、軟水化装置１の電極再生処理の際に形成される陽極室電解水排水流路９０及び陰極室電解水排水流路９２について説明する。図３は、軟水化装置１の電極再生処理時の各構成要素の状態を示す図である。

【0100】

陽極室電解水排水流路９０は、図３（白矢印）に示すように、酸性電解水貯水槽１９に貯留された水が、酸性電解水循環ポンプ２３によって送出され、電解槽９、第一供給流路４１、流路３５を流通し、装置外に排出される流路である。

【0101】

流路３５は、開閉弁６３と電解槽９との間で第一供給流路４１に接続される流路である。流路３５の一端は、装置外へと開放されている。つまり、流路３５は、陽極室１４から送出された電解水を装置外へ排出する流路である。

【0102】

陰極室電解水排水流路９２は、図３（黒矢印）に示すように、アルカリ性電解水貯水槽２１に貯留された水が、アルカリ性電解水循環ポンプ２４によって送出され、電解槽９、第二供給流路４５、流路３６を流通し、装置外に排出される流路である。

【0103】

流路３６は、開閉弁６４と電解槽９との間で第二供給流路４５に接続される流路である。流路３６の一端は、装置外へと開放されている。つまり、流路３６は、陰極室１８から送出された電解水を装置外へ排出する流路である。

【0104】

（（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、開閉弁７２、開閉弁８１、及び、開閉弁８２）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、開閉弁７２、開閉弁８１、及び、開閉弁８２）はそれぞれ、制御部２６と無線又は有線により通信可能に接続されている。

【0105】

以上が軟水化装置１の構成である。

【0106】

続いて、軟水化装置１の動作時について説明する。

【0107】

（（軟水化処理、樹脂再生処理及び電極再生処理））
次に、図４を参照して、軟水化装置１の軟水化処理、樹脂再生処理、及び電極再生処理について説明する。図４は、軟水化装置１の動作時の状態を示す図である。

【0108】

軟水化処理、再生処理、及び排水処理では、制御部２６は、図４に示すように、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、開閉弁７２、開閉弁８１、開閉弁８２、陽極１１、陰極１５、酸性電解水循環ポンプ２３、アルカリ性電解水循環ポンプ２４、及び検知部２７を切り替えてそれぞれの流通状態及び動作状態となるように制御する。

【0109】

ここで、図４中の「ＯＮ」は、該当の開閉弁が「開放」した状態、酸性電解水循環ポンプ２３及びアルカリ性電解水循環ポンプ２４が動作している状態、並びに検知部２７が動作している状態をそれぞれ示す。「ＯＮ（正電解）」は、陰極１５に対して陽極１１が高電位となるように通電している状態（正電解状態）のことである。「ＯＮ（逆電解）」は、陽極１１に対して陰極１５が高電位となるように通電している状態（逆電解状態）である。空欄は、該当の開閉弁が「閉止」した状態、陽極１１及び陰極１５が通電していない状態、酸性電解水循環ポンプ２３及びアルカリ性電解水循環ポンプ２４が停止している状態、並びに、検知部２７が動作していない状態をそれぞれ示す。

【0110】

（（軟水化処理））
軟水化装置１による軟水化処理時の動作について、図１と図４の「軟水化処理時」の欄を参照して説明する。

【0111】

軟水化装置１では、図４に示すように、軟水化処理時において、開閉弁５１～開閉弁５４を開放した状態で、取水口５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流入する、流入した原水は、軟水化槽３と中和槽４とを流通するので、軟水化装置１は、取水口５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、開閉弁７２、開閉弁８１、及び、開閉弁８２は、いずれも閉止した状態になっている。また、陽極１１、陰極１５、酸性電解水循環ポンプ２３、及びアルカリ性電解水循環ポンプ２４、検知部２７の動作も停止した状態である。

【0112】

具体的には、図１に示すように、軟水化処理では、市水の圧力によって、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３ａに供給される。そして、第一軟水化槽３ａに供給された原水は、第一軟水化槽３ａ内に備えられた第一弱酸性陽イオン交換樹脂７ａ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７ａ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。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（第一軟水）となっている。ここで、硬度成分として永久硬度成分（例えば、硫酸カルシウム等の硫酸塩もしくは塩化マグネシウム等の塩化物）を多く含有する水は、軟水化を行う際、一時硬度成分（例えば、炭酸カルシウム等の炭酸塩）を多く含有する水よりｐＨが低下しやすい。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３ａを流通した水を、第一中和槽４ａへ通水させ、中和を行う。

【0113】

軟水化された水は、さらに流路３１を流通し、第一中和槽４ａへ流入する。第一中和槽４ａでは、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂８ａ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３ａ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３ａにおいて軟水化した水をそのまま第二軟水化槽３ｂで軟水化する場合と比較して、第二軟水化槽３ｂでの軟水化処理が進行しやすくなる。

【0114】

第一中和槽４ａにより中和された水（中和第一軟水）は、さらに流路３２を流通し、第二軟水化槽３ｂに流入する。第二軟水化槽３ｂでは、第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂ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。第二軟水化槽３ｂは、第一軟水化槽３ａで除去できなかった硬度成分を、第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂの有する水素イオンと交換する。つまり、第二軟水化槽３ｂに流入した水がさらに軟水化され、軟水（第二軟水）となる。

【0115】

第二軟水は、流路３３を流通し、第二中和槽４ｂに流入する。第二中和槽４ｂでは、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂの作用により、流入した第二軟水に含まれる水素イオンが吸着される。つまり、第二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中性の軟水（中和第二軟水）となる。中和第二軟水は、流路３４を流通して取水口５から取り出すことができる。

【0116】

つまり、軟水化処理では、原水は、第一軟水化槽３ａ、第一中和槽４ａ、第二軟水化槽３ｂ、及び第二中和槽４ｂの順に流通する。これにより、硬度成分を含む原水は、第一軟水化槽３ａ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３ａを流出し、第一中和槽４ａにおいて中和され、第二軟水化槽３ｂで軟水化され、第二中和槽４ｂにおいて中和されるようになる。そのため、軟水化槽３及び中和槽４をそれぞれ単体で構成する場合と比較して、軟水化槽３内を流通する水のｐＨの低下すなわち酸性化を抑制できるので、硬度成分と軟水化槽３（特に第二軟水化槽３ｂ）の弱酸性陽イオン交換樹脂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、軟水化性能を向上させることが可能となる。

【0117】

そして、軟水化装置１では、制御部２６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樹脂再生処理を実行する。

【0118】

（（樹脂再生処理））
次に、軟水化装置１の再生装置６による樹脂再生処理時の動作について、図２と、図４の「樹脂再生処理時」の欄を参照して順に説明する。

【0119】

軟水化装置１において、弱酸性陽イオン交換樹脂７を充填した軟水化槽３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６による軟水化槽３及び中和槽４の樹脂再生処理を行う必要が生じる。

【0120】

樹脂再生処理時において、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁８１、及び、開閉弁８２を閉止して、開閉弁６１～開閉弁６６、開閉弁７１、及び、開閉弁７２を開放すると、図２に示すように、酸性電解水循環流路４０及びアルカリ性電解水循環流路４４がそれぞれ形成される。

【0121】

そして、酸性電解水循環ポンプ２３及びアルカリ性電解水循環ポンプ２４を動作させると、酸性電解水貯水槽１９及びアルカリ性電解水貯水槽２１に貯留した水が酸性電解水循環流路４０及びアルカリ性電解水循環流路４４のそれぞれを循環する。

【0122】

また、電解槽９は、陰極１５に対して陽極１１に高電位となるように通電する（正電解）。これにより、電気分解の際に、陽極１１では水素イオンが生じ、陽極室１４では酸性電解水が生成される。一方、陰極１５では水酸化物イオンが生じ、陰極室１８ではアルカリ性電解水が生成される。

【0123】

また、検知部２７を動作させることにより、樹脂再生処理時の電解槽９の電圧を検知することが可能となる。

【0124】

電解槽９の陽極室１４で生成した酸性電解水は、第一吐出口１３から第一供給流路４１を流通し第二軟水化槽３ｂ内に送水され、内部の第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂを流通する。そして、第二軟水化槽３ｂを流通した酸性電解水は、第一バイパス流路４２を流通し、第一軟水化槽３ａ内に送水され、内部の第一弱酸性陽イオン交換樹脂７ａ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７ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂに通水することで、第一弱酸性陽イオン交換樹脂７ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂ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７ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂが再生される。

【0125】

その後、第一弱酸性陽イオン交換樹脂７ａを流通した酸性電解水は、陽イオンを含み、第一回収流路４３へ流入する。すなわち、第一弱酸性陽イオン交換樹脂７ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂ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４２及び第一回収流路４３を介して酸性電解水貯水槽１９に回収される。

【0126】

このように、酸性電解水循環流路４０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７ｂを有する第二軟水化槽３ｂ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７ｂ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７ａを有する第一軟水化槽３ａの下流側へと流入させるように構成される。つまり、酸性電解水循環流路４０は、電解槽９から送出された酸性電解水を、第二軟水化槽３ｂに流通させた後、第一バイパス流路４２によって第一軟水化槽３ａへと送出し、第一軟水化槽３ａを流通させ、酸性電解水貯水槽１９に回収した後、第一取水口１２から電解槽９へ流入させる流路である。これにより、再生処理の際には、第一軟水化槽３ａと比べて硬度成分の吸着量が少ない第二軟水化槽３ｂに、電解槽９の陽極室１４から吐出された酸性電解水が流入し、硬度成分を含んだ酸性電解水が第二軟水化槽３ｂから第一軟水化槽３ａへと吐出される。第二軟水化槽３ｂの第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂの再生では、第一軟水化槽３ａと比較し、酸性電解水中の水素イオンの消費が少ないため、第一軟水化槽３ａの再生と比べ、水素イオン濃度の低減を抑制できる。そのため、水素イオンを多く含有する酸性電解水が第一軟水化槽３ａに流入し、硬度成分が第一軟水化槽３ａにおいて再吸着するのを抑制することができる。したがって、再生処理効率の低下を抑制でき、再生時間が短縮できる。

【0127】

また、酸性電解水循環流路４０は、電解槽９から送出された酸性電解水を、第一軟水化槽３ａ及び第二軟水化槽３ｂの下流側から第一軟水化槽３ａ及び第二軟水化槽３ｂに導入し、軟水化槽３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経路である。なお、下流側とは、軟水化処理時の流路における下流側を指す。

【0128】

一方、電解槽９の陰極室１８で生成したアルカリ性電解水は、第二吐出口１７から第二供給流路４５、捕捉部２５を通って第二中和槽４ｂ内に送水され、内部の第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂを流通する。そして、第二中和槽４ｂを流通したアルカリ性電解水は、第二バイパス流路４６を流通し、第一中和槽４ａ内に送水され、内部の第一弱塩基性陰イオン交換樹脂８ａ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８ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂに通水させることで、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂８ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂ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８ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂが再生される。

【0129】

その後、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂ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４７へ流入する。すなわち、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂８ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂ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４６及び第二回収流路４７を介してアルカリ性電解水貯水槽２１内に回収される。

【0130】

このように、アルカリ性電解水循環流路４４は、アルカリ性電解水を、原水の流入口から最も下流に位置し、陰イオンの吸着量が少ない第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂを有する第二中和槽４ｂの下流側から流通させ、上流に位置しており第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂに比べて陰イオンがより多く吸着している第一弱塩基性陰イオン交換樹脂８ａを有する第一中和槽４ａの下流側へと流入させるように構成した。つまり、アルカリ性電解水循環流路４４は、電解槽９から送出されたアルカリ性電解水を、第二中和槽４ｂに流通させた後、第二バイパス流路４６によって第一中和槽４ａへと送出し、第一中和槽４ａを流通させ、アルカリ性電解水貯水槽２１に回収した後、第二取水口１６から電解槽９へ流入させる流路である。これにより、再生処理の際には、第一中和槽４ａと比べて陰イオンの吸着量が少ない第二中和槽４ｂに、アルカリ性電解水が流入し、陰イオンを含んだアルカリ性電解水が第二中和槽４ｂから第一中和槽４ａへと吐出される。第二中和槽４ｂの第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂの再生では、第一中和槽４ａと比較し、アルカリ性電解水中の水酸化物イオンの消費が少ないため、第一中和槽４ａの再生と比べ、水酸化物イオン濃度の低減を抑制できる。そのため、水酸化物イオンを多く含有するアルカリ性電解水が第一中和槽４ａに流入し、陰イオンが第一中和槽４ａにおいて再吸着するのを抑制することができる。したがって、再生処理効率の低下を抑制でき、再生時間が短縮できる。

【0131】

また、アルカリ性電解水循環流路４４は、電解槽９から送出されたアルカリ性電解水を、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂの下流側から第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂに導入し、各中和槽の下流側に比べて陰イオンの吸着量が多い上流側から流出させる。これにより、より陰イオン成分の吸着量が少ない下流側からアルカリ性電解水が流入し、中和槽４の再生を行う。下流側の弱塩基性陰イオン交換樹脂８の再生では、上流側と比較し、アルカリ性電解水中の水酸化物イオンの消費が少ないため、アルカリ性電解水の水酸化物イオン濃度の低減を抑制できる。そのため、下流側からのアルカリ性電解水に含まれる陰イオンが上流側において再吸着するのを抑制することができる。したがって、中和槽４の再生処理効率の低下を抑制でき、再生時間が短縮できる。なお、下流側とは、軟水化処理時の流路における下流側を指す。

【0132】

樹脂再生処理の期間中、検知部２７は、電解槽９の電圧を検知している。検知部２７によって検知した電解槽９の電圧を第一基準値と比較し、電極再生処理への移行を判断する。なお、第一基準値は、所定の電圧値に設定される。所定の電圧値は、例えば消費電力の観点から設定してもよい。電圧値が低い場合には、消費電力を低減可能である。

【0133】

具体的には、検知部２７によって検知した電解槽９の電圧が第一基準値未満の場合には、制御部２６は、樹脂再生処理を継続する。なお、検知した電圧が第一基準値未満の場合、かつ、樹脂再生処理の開始（陽極１１及び陰極１５の動作開始時）から一定時間（例えば７時間）経過している場合には、制御部２６は、樹脂再生処理を終了し、軟水化処理へ移行する。

【0134】

また、検知部２７によって検知した電解槽９の電圧が第一基準値以上の場合には、制御部２６は、樹脂再生処理を終了し電極再生処理へと移行する。

【0135】

（（電極再生処理））
次に、軟水化装置１の再生装置６による電極再生処理時の動作について、図３と図４の「電極再生処理時」の欄を参照して順に説明する。

【0136】

樹脂再生処理時において、電解槽９が動作していると、陰極１５には水中の硬度成分（カルシウムイオンあるいはマグネシウムイオン）が固体（スケール）として析出する。陰極１５へ析出した固体は不導体であるため、電解槽９の運転電圧を上昇させ、樹脂再生処理時の消費電力を上昇させてしまう。そこで、陰極１５に析出した固体を除去する電極再生処理を行う必要がある。

【0137】

電極再生処理時において、開閉弁５１～開閉弁５５、及び、開閉弁６１～開閉弁６６を閉止して、開閉弁７１、開閉弁７２、開閉弁８１、及び、開閉弁８２を開放する。このようにすると、図３に示すように、陽極室電解水排水流路９０及び陰極室電解水排水流路９２が形成される。

【0138】

そして、酸性電解水循環ポンプ２３及びアルカリ性電解水循環ポンプ２４を動作させると、酸性電解水貯水槽１９及びアルカリ性電解水貯水槽２１に貯留した水が電解槽９に流通する。

【0139】

電極再生処理では、制御部２６は、陽極１１に対して陰極１５が高電位となるように通電する（逆電解）。そのため、電解槽９は、電解槽内に流入した水を電気分解し、陽極室１４ではアルカリ性電解水を生成し、陰極室１８では酸性電解水を生成する。

【0140】

この際、陰極室１８で生成された酸性電解水は、陰極１５に析出した固体を溶解させることができる。したがって、電極再生処理を行うことで、検知部２７によって検知される電解槽９の電圧が低下していく。

【0141】

電極再生処理の期間中、検知部２７は、電解槽９の電圧を検知している。制御部２６は、検知部２７によって検知した電解槽９の電圧を第二基準値と比較し、電極再生処理の終了を判断する。なお、第二基準値は、陰極１５に析出した固体の溶解度合いに応じて所定の電圧値に設定される。所定の電圧値とは、例えば、樹脂再生処理初期の電圧よりも高い値を第二基準値として設定してもよい。この場合は、陰極１５に析出した固体の一定量を溶解することができる。また、樹脂再生処理初期の電圧を第二基準値として設定することがより好ましい。この場合は、陰極１５に析出した固体の大部分を溶解させることができる。

【0142】

具体的には、検知部２７によって検知した電解槽９の電圧が第二基準値以上の場合には、制御部２６は、電極再生処理を継続する。

【0143】

一方、電解槽９の電圧が第二基準値未満の場合には、制御部２６は、電極再生処理を終了し、樹脂再生処理または軟水化処理へと移行する。具体的には、樹脂再生処理の開始から一定時間（例えば７時間）経過していない段階で電極再生処理を開始した場合には、樹脂再生処理へ移行する。一方、電極再生処理の開始時に、既に樹脂再生処理の開始から一定時間（例えば７時間）経過していた場合には、軟水化処理へ移行すればよい。

【0144】

以上のようにして、軟水化装置１では、軟水化処理、樹脂再生処理、及び電極再生処理が繰り返し実行される。

【0145】

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。

【0146】

（１）軟水化装置１は、軟水化槽３と、中和槽４と、電解槽９と、検知部２７と、制御部２６と、を備える。軟水化槽３は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂７により軟水化する。中和槽４は、軟水化槽３を通過した軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂８により中和する。電解槽９は、弱酸性陽イオン交換樹脂７を再生するための酸性電解水と、弱塩基性陰イオン交換樹脂８を再生するためのアルカリ性電解水とを生成する。検知部２７は、電解槽９の電圧を検知する。制御部２６は、酸性電解水を用いた弱酸性陽イオン交換樹脂７の再生またはアルカリ性電解水を用いた弱塩基性陰イオン交換樹脂８の再生の少なくとも一方を行う樹脂再生処理時に、検知部２７が検知した電圧が第一基準値未満の場合には、樹脂再生処理を継続または軟水化処理に移行し、検知部２７が検知した電圧が第一基準値以上の場合には、樹脂再生処理を停止して電極再生処理に移行し、電極再生処理時に、検知部２７が検知した電圧が第二基準値以上の場合には、電極再生処理を継続し、検知部２７が検知した電圧が第二基準値未満となった場合には、電極再生処理を終了し、樹脂再再生処理または軟水化処理に移行する。

【0147】

これにより、樹脂再生処理の際に、電解槽９内で発生したスケールによる第一基準値以上への電圧上昇を抑制することができる。したがって、また、電極再生処理の開始及び終了、樹脂再生処理または軟水化処理への移行を判断することが可能となる。つまり、電極再生処理のタイミングを検知し、適切なタイミングで転極運転を行うことが可能となる。したがって、過剰に電極再生処理を行うことがないため、電極の消耗を抑制し、長期間にわたり使用可能な軟水化装置１とすることができる。

【0148】

（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、樹脂再生処理の終了後、かつ、軟水化処理の開始前のタイミングにおいて、電解槽９の電圧を検知部２７ａにより検知し、電極再生処理実施の判断をする点で実施の形態１と異なる。これ以外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。

【0149】

（（検知部））
検知部２７ａは、樹脂再生処理の終了後、かつ、軟水化処理の開始前における電解槽９の電圧を検知する。また、検知部２７ａは、電極再生処理時における電解槽９の電圧を検知する。また、検知部２７ａは、制御部２６に接続されている。つまり、検知部２７ａで検知された電圧をもとに、制御部２６では、軟水化処理、樹脂再生処理、及び電極再生処理の切り替えを判断することができる。

【0150】

（（軟水化処理、樹脂再生処理、及び電極再生処理））
（（軟水化処理））
軟水化装置１ａでは、軟水化処理時において、開閉弁５１～開閉弁５４を開放した状態で、取水口５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流入する、流入した原水は、軟水化槽３と中和槽４とを流通するので、軟水化装置１ａは、取水口５から軟水化した水（中性の軟水）を取り出すことができる。

【0151】

そして、軟水化装置１ａでは、制御部２６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樹脂再生処理を実行する。

【0152】

（（樹脂再生処理））
樹脂再生処理は、樹脂再生処理の開始（陽極１１及び陰極１５の動作開始時）から一定時間（例えば７時間）後に終了するようにすればよい。なお、一定時間は、設置地域の水質、原水の硬度、または樹脂の性質などにより、任意に設定することができる。

【0153】

樹脂再生処理の終了後、かつ、軟水化処理の開始前に、検知部２７ａは、電解槽９の電圧を検知する。検知部２７ａによって検知した電解槽９の電圧が第一基準値未満の場合には、制御部２６は、電極再生処理に移行せず、軟水化処理に移行する。一方、樹脂再生処理が終了した時点で、検知部２７ａによって検知した電解槽９の電圧が第一基準値以上の場合には、制御部２６は、電極再生処理及び軟水化処理を並列で行う。

【0154】

（（電極再生処理及び軟水化処理））
軟水化装置１ａの樹脂再生処理及び軟水化処理の動作について、図４の「軟水化処理時」及び「樹脂再生処理時」の欄を参照して順に説明する。

【0155】

制御部２６によって樹脂再生処理から電極再生処理及び軟水化処理に移行する場合、開閉弁６１～開閉弁６６を閉止して、開閉弁５１～開閉弁５５、開閉弁７１、開閉弁７２、開閉弁８１、及び開閉弁８２を開放する。つまり、陽極室電解水排水流路９０及び陰極室電解水排水流路９２が形成される。

【0156】

そして、酸性電解水循環ポンプ２３及びアルカリ性電解水循環ポンプ２４を動作させると、酸性電解水貯水槽１９及びアルカリ性電解水貯水槽２１に貯留した水が電解槽９に流通する。さらに、電解槽９により電解されたアルカリ性電解水及び酸性電解水は、流路３５及び流路３６より排水される。

【0157】

また、電極再生処理では、制御部２６は、陽極１１に対して陰極１５が高電位となるように通電する（逆電解）。これにより、陽極室１４ではアルカリ性電解水を生成し、陰極室１８では酸性電解水を生成することができる。

【0158】

この際、陰極室１８で生成された酸性電解水は陰極１５に析出した固体を溶解させることができる。したがって、電極再生処理を行うことで、検知部２７ａによって検知される電解槽９の電圧は低下していく。

【0159】

電極再生処理の期間中、検知部２７ａは、電解槽９の電圧を検知している。制御部２６は、検知部２７ａによって検知した電解槽９の電圧を第二基準値と比較し、電極再生処理の終了を判断する。なお、第二基準値は、陰極１５に析出した固体の溶解度合いに応じて所定の電圧値に設定される。所定の電圧値とは、例えば、樹脂再生処理初期の電圧よりも高い値を第二基準値として設定してもよい。この場合は、陰極１５に析出した固体の一定量を溶解することができる。また、樹脂再生処理初期の電圧を第二基準値として設定することがより好ましい。この場合は、陰極１５に析出した固体の大部分を溶解させることができる。

【0160】

具体的には、検知部２７ａによって検知した電解槽９の電圧が第二基準値以上の場合には、制御部２６は、電極再生処理を継続する。

【0161】

一方、電解槽９の電圧が第二基準値未満の場合には、制御部２６は、電極再生処理を終了する。電極再生処理の終了時には、開閉弁７１、開閉弁７２、開閉弁８１、及び開閉弁８２を閉止し、陽極１１及び陰極１５への通電を停止する。また、酸性電解水循環ポンプ２３、アルカリ性電解水循環ポンプ２４、及び、検知部２７の運転を停止する。電極再生処理に要する時間よりも、軟水化処理に要する時間の方が長いため、軟水化処理については継続する。

【0162】

以上のようにして、軟水化装置１ａでは、軟水化処理、樹脂再生処理、及び電極再生処理が繰り返し実行される。

【0163】

以上、本実施の形態２に係る軟水化装置１によれば、実施の形態１の効果に加え、以下の効果を享受することができる。

【0164】

（２）軟水化装置１ａは、軟水化槽３と、中和槽４と、電解槽９と、検知部２７と、制御部２６と、を備える。軟水化槽３は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂７により軟水化する。中和槽４は、軟水化槽３を通過した軟水のｐＨを弱塩基性陰イオン交換樹脂８により中和する。電解槽９は、弱酸性陽イオン交換樹脂７を再生するための酸性電解水と、弱塩基性陰イオン交換樹脂８を再生するためのアルカリ性電解水とを生成する。検知部２７ａは、電解槽９の電圧を検知する。制御部２６は、酸性電解水を用いた弱酸性陽イオン交換樹脂７の再生またはアルカリ性電解水を用いた弱塩基性陰イオン交換樹脂８の再生の少なくとも一方を行う樹脂再生処理の終了後かつ軟水化処理の開始前に、検知部２７ａが検知した電圧が第一基準値未満の場合には、電極再生処理に移行せず、軟水化処理に移行する。

【0165】

こうした構成によれば、軟水化処理と樹脂再生処理を１セットとして実施した後に、電極再生処理へ移行するか判断することが可能となり、電極再生処理が必要ない場合には、樹脂再生処理後に電極再生処理を行うことなく、軟水化処理に移行することができる。したがって、過剰な電極再生処理を行わないように制御できる。そのため、電極の消耗を抑制でき、長期間にわたって使用可能な軟水化装置１ａとすることができる。また、樹脂再生処理が終了した時点で、検知部２７ａが電解槽９の電圧を検知するため、検知部２７ａは常時動作する必要がない。したがって、検知部２７ａの長寿命化が可能となる。

【0166】

（３）軟水化装置１では、検知部２７が検知した電圧が第一基準値以上の場合には、電極再生処理及び軟水化処理を並列に実行する。

【0167】

こうした構成によれば、電極再生処理と軟水化処理を並行して同時に行うことができる。したがって、樹脂再生処理後に速やかに軟水化処理を行うことができるため、軟水化処理を実施可能な時間を長くすることができる。

【0168】

（４）軟水化装置１では、検知部２７が検知した電圧が電極再生処理中に第二基準値未満となった場合に、電極再生処理を終了する。

【0169】

こうした構成によれば、軟水化処理と並行して行われていた電極再生処理の終了を判断することが可能となる。したがって、適切なタイミングで電極再生処理の終了を判断することができるため、電極の消耗を抑制でき、長期間にわたって使用可能な軟水化装置１ａとすることができる。

【0170】

（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、樹脂再生処理の終了後かつ軟水化処理の開始前のタイミングで電解槽９の電圧を検知部２７により検知し、電解槽９の電圧が第一基準値以上であった場合に、電極再生処理と軟水化処理を並行して行わず、電極再生処理のみに移行する点で実施の形態２と異なる。これ以外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。

【0171】

（（軟水化処理、樹脂再生処理、及び電極再生処理））
（（軟水化処理））
軟水化装置１ｂでは、軟水化処理時において、開閉弁５１～開閉弁５４を開放した状態で、取水口５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流入する、流入した原水は、軟水化槽３と中和槽４とを流通するので、軟水化装置１ｂは、取水口５から軟水化した水（中性の軟水）を取り出すことができる。

【0172】

そして、軟水化装置１ｂでは、制御部２６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樹脂再生処理を実行する。

【0173】

（（樹脂再生処理））
樹脂再生処理は、樹脂再生処理の開始（陽極１１及び陰極１５の動作開始時）から一定時間（例えば７時間）後に終了するようにすればよい。なお、一定時間は、設置地域の水質、原水の硬度、または樹脂の性質などにより、任意に設定することができる。

【0174】

樹脂再生処理の終了後、かつ、軟水化処理の開始前に、検知部２７ａは、電解槽９の電圧を検知する。検知部２７ａによって検知された電解槽９の電圧が第一基準値未満の場合には、制御部２６は、電極再生処理へ移行せず、軟水化処理に移行する。一方、樹脂再生処理が終了した時点で、検知部２７ａによって検知した電解槽９の電圧が第一基準値以上の場合には、制御部２６により電極再生処理に移行する。

【0175】

（（電極再生処理））
軟水化装置１ｂの樹脂再生処理及び軟水化処理の動作について、図４の「樹脂再生処理時」の欄を参照して順に説明する。

【0176】

制御部２６によって樹脂再生処理から電極再生処理に移行する場合、開閉弁５１～開閉弁５５、及び、開閉弁６１～開閉弁６６を閉止して、開閉弁７１、開閉弁７２、開閉弁８１、及び、開閉弁８２を開放する。すると、陽極室電解水排水流路９０及び陰極室電解水排水流路９２が形成される。

【0177】

そして、酸性電解水循環ポンプ２３、及びアルカリ性電解水循環ポンプ２４を動作させると、酸性電解水貯水槽１９、及び、アルカリ性電解水貯水槽２１に貯留した水が電解槽９に流通し、さらに、流路３５、及び、流路３６より排水される。

【0178】

また、電極再生処理では、制御部２６は、陽極１１に対して陰極１５が高電位となるように通電する（逆電解）。これにより、陽極室１４ではアルカリ性電解水、陰極室１８では酸性電解水を生成することができる。

【0179】

この際、陰極室１８で生成された酸性電解水は陰極１５に析出した固体を溶解させることができる。これにより、検知部２７ａによって検知される電解槽９の電圧は低下していく。

【0180】

電極再生処理の期間中、検知部２７ａは、電解槽９の電圧を検知している。制御部２６は、検知部２７ａによって検知した電解槽９の電圧を第二基準値と比較し、電極再生処理の終了を判断する。なお、第二基準値は、陰極１５に析出した固体の溶解度合いに応じて所定の電圧値に設定される。所定の電圧値とは、例えば、樹脂再生処理初期の電圧よりも高い値を第二基準値として設定してもよい。この場合は、陰極１５に析出した固体の一定量を溶解することができる。また、樹脂再生処理初期の電圧を第二基準値として設定することがより好ましい。この場合は、陰極１５に析出した固体の大部分を溶解させることができる。

【0181】

具体的には、検知部２７ａによって検知した電解槽９の電圧が第二基準値以上の場合には、制御部２６は、電極再生処理を継続する。

【0182】

一方、電解槽９の電圧が第二基準値未満の場合には、制御部２６は、電極再生処理を終了し、軟水化処理に移行する。電極再生処理の終了時には、開閉弁７１、開閉弁７２、開閉弁８１、及び開閉弁８２を閉止し、陽極１１及び陰極１５への通電を停止する。また、酸性電解水循環ポンプ２３、アルカリ性電解水循環ポンプ２４、及び検知部２７ａの運転を停止する。そして、開閉弁５１～開閉弁５５を開放し、軟水化処理に移行する。

【0183】

以上のようにして、軟水化装置１では、軟水化処理、樹脂再生処理、及び電極再生処理が繰り返し実行される。

【0184】

以上、本実施の形態３に係る軟水化装置１によれば、実施の形態２の（２）～（４）の効果に加え、以下の効果を享受することができる。

【0185】

（５）軟水化装置１では、検知部２７が検知した電圧が第一基準値以上の場合に、電極再生処理に移行後、軟水化処理に移行する。

【0186】

こうした構成によれば、樹脂再生処理中に、電解槽９の電圧が第一基準値以上になった場合には、電極再生処理を行った後に軟水化処理に移行する。したがって、電極再生処理と軟水化処理とが同時に行われることはなく、軟水化装置１の制御を簡略化できる。

【0187】

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。

【0188】

本実施の形態１に係る軟水化装置１では、軟水化槽３及び中和槽４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。これにより、装置構成は簡便になる。また、例えば、それぞれ３個ずつであってもよいし、それ以上であってもよい。これにより、軟水化処理時に、軟水化と中和を交互に行う回数が増加するため、軟水化性能をさらに向上させることができる。

【0189】

また、本実施の形態１に係る軟水化装置１では、第一軟水化槽３ａ及び第二軟水化槽３ｂ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。

【0190】

また、本実施の形態１に係る軟水化装置１では、第一軟水化槽３ａに充填されている第一弱酸性陽イオン交換樹脂７ａ及び第二軟水化槽３ｂに充填されている第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂ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７ａ及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂７ｂ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７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。

【0191】

また、本実施の形態１に係る軟水化装置１では、第一中和槽４ａ及び第二中和槽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。

【0192】

また、本実施の形態１に係る軟水化装置１では、第一中和槽４ａに充填されている第一弱塩基性陰イオン交換樹脂８ａ及び第二中和槽４ｂに充填されている第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂの体積を等しいものとしたが、この限りではない。例えば、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂８ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂの体積がそれぞれ異なっていてもよいし、異なる種類の弱塩基性陰イオン交換樹脂８を用いてもよい。但し、第二中和槽４ｂに充填されている第二弱塩基性陰イオン交換樹脂８ｂの体積は、第二軟水化槽３ｂから放出された水素イオンを吸着し、第二軟水化槽３ｂから流入した酸性の軟水を中性の軟水とするのに十分な体積であればよい。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。

【0193】

また、本実施の形態１に係る軟水化装置１では、酸性電解水を第二軟水化槽３ｂ及び第一軟水化槽３ａ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３ａ及び第二軟水化槽３ｂ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３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３の再生処理を行うことができる。

【0194】

また、本実施の形態１に係る軟水化装置１では、酸性電解水を第二軟水化槽３ｂ及び第一軟水化槽３ａの順に流通させたが、この限りではない。例えば、再生装置６と同等の機能を備える第一再生装置及び第二再生装置を用いてそれぞれ独立した流通経路で再生処理を行うようにしてもよい。これにより、第一軟水化槽３ａ及び第二軟水化槽３ｂの再生処理をそれぞれ独立して行うことができ、再生処理に要する時間が短縮できる。

【0195】

また、本実施の形態１に係る軟水化装置１では、アルカリ性電解水を第二中和槽４ｂ、第一中和槽４ａの順に流通させたが、この限りではない。例えば、アルカリ性電解水を第一中和槽４ａ及び第二中和槽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、酸性電解水を中和槽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、中和槽４の再生処理を行うことができる。

【0196】

また、本実施の形態１に係る軟水化装置１では、アルカリ性電解水を第二中和槽４ｂ及び第一中和槽４ａの順に流通させたが、この限りではない。例えば、再生装置６と同等の機能を備える第一再生装置及び第二再生装置を用いてそれぞれ独立した流通経路で再生処理を行うようにしてもよい。これにより、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂの再生処理をそれぞれ独立して行うことができ、再生処理に要する時間が短縮できる。

【0197】

また、本実施の形態１に係る軟水化装置１では、制御部２６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、第二中和槽４ｂの下流側、且つ、開閉弁５５の上流側に、イオン濃度検出部を設け、そのイオン濃度検出部によって、流路３４を流通する軟水のイオン濃度（例えば、硬度成分濃度）を常に検出し、制御部２６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だけでなく、イオン濃度が予め設定された基準値を超えた場合に再生処理を実行するようにしてもよい。これにより、第二中和槽４ｂを流通した後の水のイオン濃度に基づいて、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３の弱酸性陽イオン交換樹脂７の状態をより正確に判断することができ、適切なタイミングでの弱酸性陽イオン交換樹脂７及び弱塩基性陰イオン交換樹脂８の再生を行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0198】

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】

【0199】

１、１ａ、１ｂ 軟水化装置
２ 流入口
３ 軟水化槽
３ａ 第一軟水化槽
３ｂ 第二軟水化槽
４ 中和槽
４ａ 第一中和槽
４ｂ 第二中和槽
５ 取水口
６ 再生装置
７ 弱酸性陽イオン交換樹脂
７ａ 第一弱酸性陽イオン交換樹脂
７ｂ 第二弱酸性陽イオン交換樹脂
８ 弱塩基性陰イオン交換樹脂
８ａ 第一弱塩基性陰イオン交換樹脂
８ｂ 第二弱塩基性陰イオン交換樹脂
９ 電解槽
１０ 隔膜
１１ 陽極
１２ 第一取水口
１３ 第一吐出口
１４ 陽極室
１５ 陰極
１６ 第二取水口
１７ 第二吐出口
１８ 陰極室
１９ 酸性電解水貯水槽
２０ 空気抜き弁
２１ アルカリ性電解水貯水槽
２２ 空気抜き弁
２３ 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 捕捉部
２６ 制御部
２７ 検知部
２７ａ 検知部
３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６ 流路
４０ 酸性電解水循環流路
４１ 第一供給流路
４２ 第一バイパス流路
４３ 第一回収流路
４４ アルカリ性電解水循環流路
４５ 第二供給流路
４６ 第二バイパス流路
４７ 第二回収流路
４８、４９ 送水流路
５１、５２、５３、５４、５５、６１、６２、６３、６４、６５、６６、７１、７２、８１、８２ 開閉弁
９０ 陽極室電解水排水流路
９２ 陰極室電解水排水流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】