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(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】P2024137313
(43)【公開日】2024-10-07
(54)【発明の名称】軟水化装置
(51)【国際特許分類】
C02F 1/42 20230101AFI20240927BHJP
C02F 1/461 20230101ALI20240927BHJP
B01J 49/53 20170101ALI20240927BHJP
B01J 49/57 20170101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
C02F1/42 A
C02F1/461 A
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 2023048785
(22)【出願日】2023-03-24
(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】100151378
【弁理士】
【氏名又は名称】宮村 憲浩
(74)【代理人】
【識別番号】100157484
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 智之
(72)【発明者】
【氏名】石川 大樹
【テーマコード（参考）】
4D025
4D061
【Ｆターム（参考）】
4D025AA01
4D025AB07
4D025AB14
4D025AB16
4D025AB19
4D025BA10
4D025BA11
4D025BA14
4D025BA15
4D025BB02
4D025BB09
4D025BB18
4D025BB19
4D025CA01
4D025CA10
4D061DA01
4D061DB07
4D061DB08
4D061EA02
4D061EB01
4D061EB12
4D061EB19
4D061EB39
4D061FA09
4D061FA13
4D061FA20
4D061GC11
(57)【要約】
【課題】軟水をより中性に保ちつつも、陰イオン交換樹脂の再生に必要な時間を抑制可能な軟水化装置を提供する。
【解決手段】軟水化装置１は、原水を軟水化する軟水化工程と当該軟水化処理により劣化したイオン交換樹脂を再生する再生工程とを実行する軟水化装置であって、原水を弱酸性陽イオン交換樹脂２８により軟水化して軟水を生成する軟水槽３と、軟水槽３を通過した酸性軟水のｐＨを陰イオン交換樹脂２９により中和する中和槽４と、を備える。中和槽４は、陰イオン交換樹脂２９として、弱塩基性陰イオン交換樹脂である第一陰イオン交換樹脂２９ａと、第一陰イオン交換樹脂２９ａよりも酸解離定数の大きい第二陰イオン交換樹脂２９ｂとの少なくとも２種の陰イオン交換樹脂を互いに区画して有する。
【選択図】図１
【解決手段】軟水化装置１は、原水を軟水化する軟水化工程と当該軟水化処理により劣化したイオン交換樹脂を再生する再生工程とを実行する軟水化装置であって、原水を弱酸性陽イオン交換樹脂２８により軟水化して軟水を生成する軟水槽３と、軟水槽３を通過した酸性軟水のｐＨを陰イオン交換樹脂２９により中和する中和槽４と、を備える。中和槽４は、陰イオン交換樹脂２９として、弱塩基性陰イオン交換樹脂である第一陰イオン交換樹脂２９ａと、第一陰イオン交換樹脂２９ａよりも酸解離定数の大きい第二陰イオン交換樹脂２９ｂとの少なくとも２種の陰イオン交換樹脂を互いに区画して有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原水を軟水化する軟水化工程と当該軟水化処理により劣化したイオン交換樹脂を再生する再生工程とを実行する軟水化装置であって、
前記原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化して軟水を生成する軟水槽と、
前記軟水槽を通過した酸性軟水のｐＨを陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、を備え、
前記中和槽は、
前記陰イオン交換樹脂として、弱塩基性陰イオン交換樹脂である第一陰イオン交換樹脂と、前記第一陰イオン交換樹脂よりも酸解離定数の大きい第二陰イオン交換樹脂との少なくとも２種の陰イオン交換樹脂を互いに区画して有する軟水化装置。
前記原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化して軟水を生成する軟水槽と、
前記軟水槽を通過した酸性軟水のｐＨを陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、を備え、
前記中和槽は、
前記陰イオン交換樹脂として、弱塩基性陰イオン交換樹脂である第一陰イオン交換樹脂と、前記第一陰イオン交換樹脂よりも酸解離定数の大きい第二陰イオン交換樹脂との少なくとも２種の陰イオン交換樹脂を互いに区画して有する軟水化装置。
【請求項2】
前記再生工程において前記陰イオン交換樹脂の再生に用いるアルカリ性電解水を生成する電解槽と、
前記軟水槽から独立して前記中和槽と前記電解槽を連通し前記アルカリ性電解水を循環させる中和槽循環流路と、
前記再生工程の実行を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記再生工程中の運転モードとして、
前記中和槽に通水された前記アルカリ性電解水を装置外に排水する再生モードと、
前記中和槽に通水された前記アルカリ性電解水を前記中和槽循環流路内に循環させる循環再生モードと、を備え、
前記再生工程開始時に前記再生モードを実行し、前記再生モードの実行から所定時間経過後に前記循環再生モードを実行する請求項１に記載の軟水化装置。
前記軟水槽から独立して前記中和槽と前記電解槽を連通し前記アルカリ性電解水を循環させる中和槽循環流路と、
前記再生工程の実行を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記再生工程中の運転モードとして、
前記中和槽に通水された前記アルカリ性電解水を装置外に排水する再生モードと、
前記中和槽に通水された前記アルカリ性電解水を前記中和槽循環流路内に循環させる循環再生モードと、を備え、
前記再生工程開始時に前記再生モードを実行し、前記再生モードの実行から所定時間経過後に前記循環再生モードを実行する請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項3】
前記中和槽から独立して前記軟水槽と前記電解槽を連通し前記電解槽にて生成する酸性電解水を循環させる軟水槽循環流路を備え、
前記制御部は、
前記再生モードでは前記酸性電解水の前記軟水槽循環流路への送水を停止し、前記循環再生モードでは前記酸性電解水を前記軟水槽循環流路内に循環させる請求項２に記載の軟水化装置。
前記制御部は、
前記再生モードでは前記酸性電解水の前記軟水槽循環流路への送水を停止し、前記循環再生モードでは前記酸性電解水を前記軟水槽循環流路内に循環させる請求項２に記載の軟水化装置。
【請求項4】
前記第一陰イオン交換樹脂が弱塩基性陰イオン交換樹脂であり、前記第二陰イオン交換樹脂が強塩基性陰イオン交換樹脂である請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項5】
前記第一陰イオン交換樹脂が弱塩基性陰イオン交換樹脂であり、前記第二陰イオン交換樹脂が前記第一陰イオン交換樹脂として用いられる弱塩基性陰イオン交換樹脂よりも酸解離定数の大きい弱塩基性陰イオン交換樹脂である請求項１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】
従来から、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の特性を利用して、弱酸性陽イオン交換樹脂に原水中の硬度成分（例えば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン）を吸着させて水素イオンを脱離させる、すなわち硬度成分と水素イオンとを交換することで原水を軟水化する方法が知られている。なお、硬度成分の吸着量は有限であるため、陽イオン交換樹脂の交換や再生を行う必要がある。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）。
【0003】
なお、弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化された水は、上述の成分の交換により、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。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】
【0004】
【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】
【0005】
弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化され、酸性になった水を中和するために組み合わせて使用される弱塩基性陰イオン交換樹脂は、水酸化物イオン形（OH形）の強塩基性陰イオン交換樹脂と比べるとイオン交換反応が可能な有効pH範囲が狭い。そのため、ｐH７程度まで中和することが難しい、中性付近でのイオン交換反応速度が遅い、などの問題があった。しかしながら、強塩基性陰イオン交換樹脂または有効pH範囲の広い弱塩基性陰イオン交換樹脂などを、酸性になった軟水の中和に使用した場合には、中和の際に、イオン交換反応において交換順位の低い重炭酸イオンに対しても反応しやすく、陰イオン交換樹脂の再生中に重炭酸イオンを多く放出する。そのため、アルカリ性電解水を循環させる再生システムである場合に、放出された重炭酸イオンが電気分解の効率を低下させたり、重炭酸イオンと電解水中の硬度成分が反応してできる析出物が増加したりする問題があった。
【0006】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、陰イオン交換樹脂再生時に放出される重炭酸イオンの影響を抑制可能である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】
【0007】
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、原水を軟水化する軟水化工程と当該軟水化処理により劣化したイオン交換樹脂を再生する再生工程とを実行する軟水化装置であって、原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化して軟水を生成する軟水槽と、軟水槽を通過した酸性軟水のｐＨを陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、を備え、中和槽は、陰イオン交換樹脂として、弱塩基性陰イオン交換樹脂である第一陰イオン交換樹脂と、第一陰イオン交換樹脂よりも酸解離定数の大きい第二陰イオン交換樹脂との少なくとも２種の陰イオン交換樹脂を互いに区画して有する。これにより、所期の
目的を達成するものである。
目的を達成するものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、陰イオン交換樹脂再生時に放出される重炭酸イオンの影響を抑制可能である軟水化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
（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。
【0012】
＜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。ここで、中性とは、ｐＨ（水素イオン濃度指数）が７の場合だけでなく、ｐＨが６～８程度である場合も含む。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を用いて軟水化工程を行うことにより、原水と比較し硬度の低減した中性の軟水が得られ、原水の硬度が高い地域であっても、軟水を利用することができる。軟水化装置１における軟水化とは、軟水化後の水中の硬度成分量が原水中の硬度成分量よりも少ない状態になることを指す。
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。ここで、中性とは、ｐＨ（水素イオン濃度指数）が７の場合だけでなく、ｐＨが６～８程度である場合も含む。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を用いて軟水化工程を行うことにより、原水と比較し硬度の低減した中性の軟水が得られ、原水の硬度が高い地域であっても、軟水を利用することができる。軟水化装置１における軟水化とは、軟水化後の水中の硬度成分量が原水中の硬度成分量よりも少ない状態になることを指す。
【0013】
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、軟水槽３と、中和槽４と、取水口５と、再生装置６と、制御部１４とを備えている。
【0014】
また、軟水化装置１は、酸性電解水排水口１１と、捕捉部排水口１２、アルカリ性電解水排水口１３、複数の開閉弁（開閉弁１５、開閉弁１６、開閉弁１７、開閉弁１８、及び開閉弁１９）と、三方弁２０と、流路切り替えバルブ２１及び２２とを含んで構成される。これらについての詳細は後述する。
【0015】
＜流入口及び取水口＞
流入口２は、原水の供給元に接続されている。流入口２は、原水を軟水化装置１内に導入する開口である。
流入口２は、原水の供給元に接続されている。流入口２は、原水を軟水化装置１内に導入する開口である。
【0016】
取水口５は、軟水化装置１内を流通し、軟水化工程された水を装置外に供給する開口である。軟水化装置１は、流入口２から流入する原水の圧力により、取水口５から軟水化工
程後の水を取り出すことができる。
程後の水を取り出すことができる。
【0017】
軟水化装置１では、軟水化工程を行う軟水化工程において、外部から供給される原水が、流入口２、流路２３、軟水槽３、流路２４、第一中和槽４ａ、流路２５、第二中和槽４ｂ、流路２６、流路２７、取水口５の順に流通して、中性の軟水として排出される。
【0018】
＜軟水槽＞
軟水槽３は、弱酸性陽イオン交換樹脂２８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。
軟水槽３は、弱酸性陽イオン交換樹脂２８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。
【0019】
軟水槽３は、流入口２から流入した原水の軟水化を行う。軟水槽３は、流路切り替えバルブ２１を備える。流路切り替えバルブについての詳細はまとめて後述する。
【0020】
軟水槽３には弱酸性陽イオン交換樹脂２８が充填されている。
【0021】
弱酸性陽イオン交換樹脂２８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２８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２８で処理された軟水は、硬度成分と交換されて出てきた水素イオンを多く含む。つまり、軟水槽３から流出する軟水は、水素イオンを多く含んで酸性化した軟水（酸性軟水）である。
【0022】
弱酸性陽イオン交換樹脂２８の官能基の末端が水素イオンであるため、後述する再生工程において、酸性電解水を用いて弱酸性陽イオン交換樹脂２８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２８からは、軟水化工程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。
【0023】
弱酸性陽イオン交換樹脂２８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、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ものでもよい。
【0024】
＜中和槽＞
中和槽４（第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂ）は、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９の作用により、軟水槽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、軟水槽３からの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。本実施の形態１における軟水化装置１では、中和槽４として第一中和槽４ａと第二中和槽４ｂが備えられ、特に両者を区別しない場合には、両者をまとめて中和槽４として表記する。
中和槽４（第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂ）は、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９の作用により、軟水槽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、軟水槽３からの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。本実施の形態１における軟水化装置１では、中和槽４として第一中和槽４ａと第二中和槽４ｂが備えられ、特に両者を区別しない場合には、両者をまとめて中和槽４として表記する。
【0025】
第一中和槽４ａは、軟水槽３の下流側に設けられ、軟水槽３を流通した酸性軟水の中和を行う。
【0026】
第二中和槽４ｂは、第一中和槽４ａの下流側に設けられ、第一中和槽４ａを流通した軟水の中和を行う。第二中和槽４ｂは、流路切り替えバルブ２２を備える。
【0027】
第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂには弱塩基性陰イオン交換樹脂２９（第一弱塩基性
陰イオン交換樹脂２９ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂ）が充填されている。第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂには、それぞれ種類の異なる弱塩基性陰イオン交換樹脂を使用する。弱塩基性陰イオン交換樹脂２９として、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａよりも第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの方が、酸解離定数（ｐＫａ）が２程度大きくなるような種類を選択する。第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの充填量は、第二中和槽４ｂを通水した軟水のｐＨが中性となる範囲において、後述する弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂへの重炭酸イオンの吸着を抑制するためにできるだけ少なくすることが望ましい。
陰イオン交換樹脂２９ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂ）が充填されている。第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂには、それぞれ種類の異なる弱塩基性陰イオン交換樹脂を使用する。弱塩基性陰イオン交換樹脂２９として、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａよりも第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの方が、酸解離定数（ｐＫａ）が２程度大きくなるような種類を選択する。第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの充填量は、第二中和槽４ｂを通水した軟水のｐＨが中性となる範囲において、後述する弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂへの重炭酸イオンの吸着を抑制するためにできるだけ少なくすることが望ましい。
【0028】
また、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの代わりに強塩基性陰イオン交換樹脂を第二中和槽４ｂに充填してもよい。なお、強塩基性陰イオン交換樹脂を使用する場合には、過剰なイオン交換反応により、取り出される軟水のｐHがアルカリ性になることを防ぐため、弱塩基性陰イオン交換樹脂を使用する場合よりもイオン交換樹脂の充填量を少なくすることが望ましい。
【0029】
弱塩基性陰イオン交換樹脂２９は、通水される水に含まれる水素イオンを吸着し、中性の水を生成する。弱塩基性陰イオン交換樹脂２９は、後述する再生工程において、アルカリ性電解水を用いて再生される。
【0030】
弱塩基性陰イオン交換樹脂２９として、汎用的なものを使用することができ、例えば、３級アミンの遊離塩基型となっているものが挙げられる。
【0031】
＜再生装置＞
再生装置６は、軟水槽に充填されている弱酸性陽イオン交換樹脂２８を再生させ、且つ、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂに充填されている弱塩基性陰イオン交換樹脂２９を再生させる機器である。
再生装置６は、軟水槽に充填されている弱酸性陽イオン交換樹脂２８を再生させ、且つ、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂに充填されている弱塩基性陰イオン交換樹脂２９を再生させる機器である。
【0032】
再生装置６は、電解槽７と、捕捉部８と、第一送水ポンプ９と、第二送水ポンプ１０とを含んで構成される。そして、再生装置６は、軟水槽３、第二中和槽４ｂ、流路２３、流路２４に対して、第一供給流路３０、第二供給流路３１、第一回収流路３２、第二回収流路３３、がそれぞれ接続されている。各流路の詳細は後述する。なお、第一供給流路３０、第二供給流路３１、第一回収流路３２、第二回収流路３３、流路２３、流路２４、流路２５により、後述する軟水槽循環再生流路４２と中和槽循環再生流路４３が形成される。
【0033】
＜＜電解槽＞＞
電解槽７は、内部に設けた一対の電極３４（陽極３４ａ及び陰極３４ｂ）を用いて、入水した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する。より詳細には、再生工程において陽極３４ａ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、再生工程において、陰極３４ｂ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７は、生成した酸性電解水を、第一供給流路３０を介して軟水槽３に供給する。また、電解槽７は、生成したアルカリ性電解水を、第二供給流路３１及び流路２５を介して第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂに供給する。詳細は後述するが、電解槽７によって生成された酸性電解水は、軟水槽３の弱酸性陽イオン交換樹脂２８の再生に使用され、電解槽７によって生成されたアルカリ性電解水は、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂの弱塩基性陰イオン交換樹脂２９の再生に使用される。なお、電解槽７は、後述する制御部１４によって、陽極３４ａ及び陰極３４ｂ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７は、内部に設けた一対の電極３４（陽極３４ａ及び陰極３４ｂ）を用いて、入水した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する。より詳細には、再生工程において陽極３４ａ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、再生工程において、陰極３４ｂ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７は、生成した酸性電解水を、第一供給流路３０を介して軟水槽３に供給する。また、電解槽７は、生成したアルカリ性電解水を、第二供給流路３１及び流路２５を介して第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂに供給する。詳細は後述するが、電解槽７によって生成された酸性電解水は、軟水槽３の弱酸性陽イオン交換樹脂２８の再生に使用され、電解槽７によって生成されたアルカリ性電解水は、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂの弱塩基性陰イオン交換樹脂２９の再生に使用される。なお、電解槽７は、後述する制御部１４によって、陽極３４ａ及び陰極３４ｂへの通電状態を制御できるように構成されている。
【0034】
電解槽７は、槽内部に、液体を隔てる多孔質膜である隔膜を備える。隔膜は、対流による酸性電解水とアルカリ性電解水との混合を抑制しながら、泳動によるイオン移動を可能
とするものである。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２８及び弱塩基性陰イオン交換樹脂２９の再生効率低下を抑制できる。
とするものである。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２８及び弱塩基性陰イオン交換樹脂２９の再生効率低下を抑制できる。
【0035】
＜＜送水ポンプ＞＞
第一送水ポンプ９は、再生装置６による再生工程の際に、軟水槽３に酸性電解水を流通させる機器である。第一送水ポンプ９は、軟水槽３と電解槽７との間を連通接続する第一回収流路３２に設けられている。このような配置とするのは、第一送水ポンプ９だけで酸性電解水を循環させやすくなるためである。
第一送水ポンプ９は、再生装置６による再生工程の際に、軟水槽３に酸性電解水を流通させる機器である。第一送水ポンプ９は、軟水槽３と電解槽７との間を連通接続する第一回収流路３２に設けられている。このような配置とするのは、第一送水ポンプ９だけで酸性電解水を循環させやすくなるためである。
【0036】
第二送水ポンプ１０は、再生装置６による再生工程の際に、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂにアルカリ性電解水を流通させる機器である。第二送水ポンプ１０は、第一中和槽４ａと電解槽７との間を連通接続する第二回収流路３３に設けられている。このような配置とするのは、第二送水ポンプ１０だけでアルカリ性電解水を循環させやすくなるためである。
【0037】
また、第一送水ポンプ９及び第二送水ポンプ１０は、後述する制御部１４と無線または有線により通信可能に接続されている。
【0038】
＜＜捕捉部＞＞
捕捉部８は、電解槽７と第二中和槽４ｂとを連通接続する第二供給流路３１に設けられている。言い換えると、捕捉部８は、再生工程時における電解槽７の下流側、且つ、中和槽４の上流側に設けられている。
捕捉部８は、電解槽７と第二中和槽４ｂとを連通接続する第二供給流路３１に設けられている。言い換えると、捕捉部８は、再生工程時における電解槽７の下流側、且つ、中和槽４の上流側に設けられている。
【0039】
捕捉部８は、電解槽７から送出されたアルカリ性電解水に含まれる析出物を捕捉する。析出物とは、電解槽７内において、再生工程の際に軟水槽３から放出された陽イオンである硬度成分がアルカリ性電解水と反応することにより生じる反応生成物である。より詳細には、電解槽７で水の電気分解が行われている間、再生工程時の軟水槽３から放出される硬度成分（例えば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン）は、隔膜を介して陽極（陽極３４ａ）側から陰極（陰極３４ｂ）側に移動する。陰極側ではアルカリ性電解水が生成しているため、硬度成分とアルカリ性電解水が反応し、析出物となる。例えば、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る反応が起こったり、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、硬度成分に由来する析出物は、電解槽７の陰極側に堆積する、もしくは電解槽７の陰極側から第二供給流路３１に流出する。
【0040】
電解槽７の下流側、且つ、中和槽４の上流側の流路である第二供給流路３１上に捕捉部８を設けることにより、硬度成分に由来する析出物を捕捉部８で捕捉することができ、析出物が中和槽４に流入し中和槽４内に堆積することを抑制できる。電解槽７の下流側、且つ、中和槽４の上流側に捕捉部８を設けない場合、再生工程の終了後に軟水化工程を再開する際に、中和槽４に堆積した析出物は、軟水槽３から放出された酸性軟水中の水素イオンと反応してイオン化してしまう。これにより、中和槽４から送出される軟水は、硬度成分を再度含むこととなるため、直前に設けられた軟水槽３から放出された時の硬度と比較し、硬度が上昇してしまう。これに対し第二供給流路３１上に捕捉部８を設けることにより、このような中和槽４内の析出物の堆積と溶解に伴う硬度上昇を抑制できる。
【0041】
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、反応しない成分もしくは溶解度積を超えない成分が含まれている状態も含むものとする。
【0042】
捕捉部８は、硬度成分とアルカリ性電解水との反応により生じる析出物を分離可能であ
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。
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。
【0043】
捕捉部８の形態として一般的に使用される手段としては、カートリッジタイプのフィルターが挙げられる。カートリッジタイプのフィルターとして、糸巻きフィルターのような深層ろ過型、プリーツフィルター及びメンブレンフィルターのような表面ろ過型、またはこれらを組み合わせて使用することができる。
【0044】
捕捉部８は、捕捉部排水流路３７と接続され、捕捉部排水流路３７には開閉弁１９及び捕捉部排水口１２を備える。
【0045】
開閉弁１９は、捕捉部８の下部に設けられる弁であり、捕捉部８内の排水を制御する弁である。開閉弁１９を開放することにより、捕捉部排水流路３７を通じて、捕捉部８内の水を捕捉部排水口１２から装置外に排出できる。また、後述する再生工程終了後に、中和槽循環再生流路４３（図４にて示す）内の水を装置外に排出することができる。
【0046】
捕捉部排水口１２は、捕捉部８内の水を装置外に排出する開口である。捕捉部排水口１２の上流に設けられる開閉弁１９を開放することにより、捕捉部排水口１２から捕捉部８内の水を装置外に排出できる。
【0047】
＜開閉弁、三方弁、及び流路切り替えバルブ＞
複数の開閉弁（開閉弁１５～開閉弁１９）は、各流路にそれぞれ設けられ、各流路において「開放」した状態と、「閉止」した状態とを切り替える。
複数の開閉弁（開閉弁１５～開閉弁１９）は、各流路にそれぞれ設けられ、各流路において「開放」した状態と、「閉止」した状態とを切り替える。
【0048】
複数の開閉弁（開閉弁１５、開閉弁１６、及び開閉弁１８）の開閉により、各流路への水の流通が開始または停止される。
【0049】
開閉弁１７及び開閉弁１９は、後述の再生工程終了後に軟水化工程へ切り替える際に、開放した状態となる。これにより、再生循環水が装置外に排出される。
【0050】
三方弁２０は、流路２５に設けられ、アルカリ性電解水排水流路３８と接続されている。三方弁２０の回転により、各流路の流通方向を切り替える。
【0051】
流路切り替えバルブ２１及び２２は、軟水槽３及び第二中和槽４ｂにそれぞれ設けられる。流路切り替えバルブはいずれも、３つの開口を備える。１つ目の開口は水の流入及び流出が可能な流入流出口であり、２つ目の開口は水を流出させる流出口としては機能せず水を流入させる流入口として機能する流入口であり、３つ目の開口は水を流入させる流入口としては機能せず水を流出させる流出口として機能する流出口である。複数の流路切り替えバルブはいずれも、流入流出口は常に「開放」しており、通水方向により、流入口か流出口のうちどちらか一方が「開放」している時には、他方は「閉止」している。流路切り替えバルブ２１及び２２を備えることにより、軟水化装置１内の各流路に必要な開閉弁の数を減少でき、軟水化装置１のコストの低減ができる。
【0052】
また、複数の開閉弁（開閉弁１５～開閉弁１９）、三方弁２０及び流路切り替えバルブ２１、２２はそれぞれ、後述する制御部１４と無線または有線により通信可能に接続されている。
【0053】
＜排水口＞
酸性電解水排水口１１は、酸性電解水排水流路３７の端部に設けられる開口であり、軟水槽循環再生流路４２内の水を装置外に排出する開口である。酸性電解水排水口１１の上
流には開閉弁１７が設けられており、開閉弁１７を開放することにより、酸性電解水排水口１１から排水を行うことができる。酸性電解水排水口１１は、例えば、後述する再生工程終了後に、軟水槽循環再生流路４２内の水を装置外に排出する。
酸性電解水排水口１１は、酸性電解水排水流路３７の端部に設けられる開口であり、軟水槽循環再生流路４２内の水を装置外に排出する開口である。酸性電解水排水口１１の上
流には開閉弁１７が設けられており、開閉弁１７を開放することにより、酸性電解水排水口１１から排水を行うことができる。酸性電解水排水口１１は、例えば、後述する再生工程終了後に、軟水槽循環再生流路４２内の水を装置外に排出する。
【0054】
捕捉部排水口１２は、捕捉部８の下部に設けられる開口であり、中和槽循環再生流路４３内の水を装置外に排出する開口である。捕捉部排水口１２の上流には開閉弁１９が設けられており、開閉弁１９を開放することにより、捕捉部排水口１２から排水を行うことができる。捕捉部排水口１２は、例えば、後述する再生工程終了後に、中和槽循環再生流路４３内の水を装置外に排出する。
【0055】
アルカリ性電解水排水口１３は、アルカリ性電解水排水流路３８の端部に設けられる開口であり、後述する注水・再生工程において、第二中和槽４ｂから流出したアルカリ性電解水を装置外に排出する開口である。アルカリ性電解水排水口１３の上流には三方弁２０が設けられており、三方弁２０を回転させることにより、アルカリ性電解水排水口１３から排水を行うことができる。詳細は後述するが、アルカリ性電解水排水口１３は、注水・再生工程において形成される中和槽再生流路４１の末端部であり、電解槽７によって生成されたアルカリ性電解水が、第二中和槽４ｂに通水され弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの再生に使用されたのち、アルカリ性電解水排水流路３８を通じてアルカリ性電解水排水口１３から排出される。
【0056】
＜流路＞
バイパス流路３５は、流入口２と流路２７とを連通接続する流路であり、流路上には開閉弁１５が設けられている。バイパス流路３５により、原水を軟水槽３及び中和槽４に通水することなく、軟水槽３及び中和槽４を迂回して、中和槽４の下流側に未処理水として送水することが可能である。また、バイパス流路３５により、再生工程を実施している場合でも、軟水化装置１の利用者は、取水口５から原水を得ることが可能である。
バイパス流路３５は、流入口２と流路２７とを連通接続する流路であり、流路上には開閉弁１５が設けられている。バイパス流路３５により、原水を軟水槽３及び中和槽４に通水することなく、軟水槽３及び中和槽４を迂回して、中和槽４の下流側に未処理水として送水することが可能である。また、バイパス流路３５により、再生工程を実施している場合でも、軟水化装置１の利用者は、取水口５から原水を得ることが可能である。
【0057】
【0058】
軟水化流路３９（図２の斜線矢印）は、原水の軟水化を行う流路であり、軟水化流路３９を流通した原水は中性の軟水となり、取水口５から装置外に排出される。
【0059】
軟水化流路３９は、軟水槽３及び中和槽４を通水するルートである流入口２、流路２３、軟水槽３、流路２４、第一中和槽４ａ、流路２５、第二中和槽４ｂ、流路２６、流路２７をそれぞれ通水し、取水口５から軟水を送水する流路である。
【0060】
流路２３は、流入口２から軟水槽３までを接続する流路である。つまり、流路２３は、硬度成分を含む原水を流入口２から軟水槽３へ導く流路である。
【0061】
流路２４は、軟水槽３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２４は、軟水槽３で軟水化された水を第一中和槽４ａに導く流路である。
【0062】
流路２５は、第一中和槽４ａ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２５は、第一中和槽４ａで中和された水を第二中和槽４ｂへ導く流路である。
【0063】
流路２６は、第二中和槽４ｂから流路２７までを接続する流路である。つまり、流路２６は、軟水化された原水を第二中和槽４ｂから流路２７に導く流路である。
【0064】
流路２７は、流路２６から取水口５まで、及びバイパス流路３５から取水口５までを接続する流路である。つまり、流路２７は、軟水化された原水を流路２６から取水口５に導く流路、及び原水をバイパス流路３５から取水口５に導く流路である。
【0065】
図２に示すように、流入口２の下流側、且つ、第一軟水槽３ａの上流側の流路２３上に開閉弁１６が設置されている。そして、開閉弁１５を閉止して、開閉弁１６を開放することにより、軟水槽３と流入口２が連通接続される。また、流路切り替えバルブ２１を軟水槽３と第一中和槽４ａとが連通接続するように切り替え、流路切り替えバルブ２２を第二中和槽４ｂと取水口５が連通接続するように切り替える。これにより、流入口２から流路２３、軟水槽３、流路２４、第一中和槽４ａ、流路２５、第二中和槽４ｂ、流路２６、流路２７、取水口５までを連通接続する軟水化流路３９が形成される。
【0066】
【0067】
注水流路４０（図３の灰色矢印）は、原水を電解槽７へ供給する流路である。注水流路４０により、電解槽へ供給された原水は電解槽７で電気分解され、酸性電解水とアルカリ性電解水が生成される。
【0068】
注水流路４０は、電解槽７のうち、陽極３４ａが存在する陽極室へ原水を供給するルートである陽極室供給流路及び陰極３４ｂが存在する陰極室へ原水を供給するルートである陰極室供給流路を備える。
【0069】
陽極室供給流路は、流入口２、流路２３，第一回収流路３２、電解槽７をそれぞれ通水し、流入口２から電解槽７まで送水する流路である。
【0070】
陰極室供給流路は、陰極３４ｂが存在する陰極室へ原水を供給するルートである流入口２、流路２３、軟水槽３、流路２４、第二回収流路３３、電解槽７まで送水する流路である。
【0071】
開閉弁１５を閉止して、開閉弁１６を開放することにより、軟水槽３と流入口２が連通接続される。また、流路切り替えバルブ２１を軟水槽３と第一中和槽４ａとが連通接続するように切替え、流路切り替えバルブ２２を第一中和槽４ａと第二中和槽４ｂが連通接続するように切り替え、三方弁２０を第二中和槽４ｂとアルカリ性電解水排水流路３８が連通接続されるように切り替える。これにより、注水流路４０及び、後述する中和槽再生流路４１が形成される。なお、開閉弁１５を開放することにより、注水・再生工程中も、軟水化装置１の利用者が取水口５から原水を得られる。
【0072】
【0073】
中和槽再生流路４１（図３の黒矢印）は、電解槽７で電気分解によって生成されたアルカリ性電解水を第二中和槽４ｂへ供給し、排水する流路である。中和槽再生流路４１は、第二中和槽４ｂへ供給されたアルカリ性電解水は第二中和槽４ｂ内の弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの再生に使用され、排水される。
【0074】
中和槽再生流路４１は、電解槽７の陰極室から第二中和槽４ｂ及びアルカリ性電解水排
水口１３へアルカリ性電解水を供給するルートである。具体的には、中和槽再生流路４１は、電解槽７、第二供給流路３１、捕捉部８、第二中和槽４ｂ、流路２５、アルカリ性電解水排水流路３８、アルカリ性電解水排水口１３をそれぞれ通水し、電解槽７からアルカリ性電解水排水口１３まで送水する流路である。
水口１３へアルカリ性電解水を供給するルートである。具体的には、中和槽再生流路４１は、電解槽７、第二供給流路３１、捕捉部８、第二中和槽４ｂ、流路２５、アルカリ性電解水排水流路３８、アルカリ性電解水排水口１３をそれぞれ通水し、電解槽７からアルカリ性電解水排水口１３まで送水する流路である。
【0075】
開閉弁１８を開放し、三方弁２０を第二中和槽４ｂとアルカリ性電解水排水流路３８が連通接続されるように切り替えることにより、中和槽再生流路４１が形成される。
【0076】
＜＜循環再生流路＞＞
次に、図４を参照して、軟水化装置１の循環再生モードの際に形成される軟水槽循環再生流路４２と中和槽循環再生流路４３について説明する。図４は、軟水化装置１の軟水槽循環再生流路４２と中和槽循環再生流路４３を示す構成図である。なお、本実施の形態において、軟水槽循環再生流路４２と中和槽循環再生流路４３とを総称して、循環再生流路と称する。
次に、図４を参照して、軟水化装置１の循環再生モードの際に形成される軟水槽循環再生流路４２と中和槽循環再生流路４３について説明する。図４は、軟水化装置１の軟水槽循環再生流路４２と中和槽循環再生流路４３を示す構成図である。なお、本実施の形態において、軟水槽循環再生流路４２と中和槽循環再生流路４３とを総称して、循環再生流路と称する。
【0077】
まず、軟水槽循環再生流路４２について説明する。
【0078】
軟水槽循環再生流路４２は、循環再生モード時に酸性電解水が流通することにより、軟水槽３の再生を行う流路であり、図４（白矢印）に示すように、第一送水ポンプ９によって送出された水が、電解槽７及び軟水槽３を流通し、電解槽７に戻って循環する流路である。
【0079】
具体的には、軟水槽循環再生流路４２は、第一供給流路３０及び第一回収流路３２によって構成され、軟水槽循環再生流路４２上には、電解槽７、軟水槽３、第一送水ポンプ９が設けられる。
【0080】
第一供給流路３０は、循環再生モード時における電解槽７の下流側から軟水化工程時における軟水槽３の下流側までを連通接続する流路であり、電解槽７から軟水槽３へ酸性電解水を供給する流路である。
【0081】
第一回収流路３２は、軟水化工程時における軟水槽３の上流側から電解槽７までを連通接続する流路であり、軟水槽３を通過した硬度成分を含む酸性電解水を電解槽７へ回収する流路である。第一回収流路３２には、第一送水ポンプ９が設けられる。
【0082】
また、軟水槽循環再生流路４２は、電解槽７から送出された酸性電解水を、軟水化工程時における下流側から軟水槽３に導入し、軟水槽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流路である。
【0083】
次に、中和槽循環再生流路４３について説明する。
【0084】
中和槽循環再生流路４３は、循環再生モード時にアルカリ性電解水が流通することにより、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂの再生を行う流路であり、図４（黒矢印）に示すように、第二送水ポンプ１０によって送出された水が、電解槽７、第二中和槽４ｂ、及び第一中和槽４ａを流通し、電解槽７に戻って循環する流路である。
【0085】
具体的には、中和槽循環再生流路４３は、第二供給流路３１、流路２５、第二回収流路３３の各流路によって構成され、中和槽循環再生流路４３上には、電解槽７、第二中和槽４ｂ、第一中和槽４ａ、第二送水ポンプ１０が設けられる。
【0086】
第二供給流路３１は、再生工程時における電解槽７の下流側から軟水化工程時における
第二中和槽４ｂの下流側までを連通接続する流路であり、電解槽７から第二中和槽４ｂ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３１には、開閉弁１８及び捕捉部８が設置されている。
第二中和槽４ｂの下流側までを連通接続する流路であり、電解槽７から第二中和槽４ｂ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３１には、開閉弁１８及び捕捉部８が設置されている。
【0087】
流路２５は、再生工程において、第二中和槽４ｂから第一中和槽４ａへアルカリ性電解水を供給する流路である。
【0088】
第二回収流路３３は、軟水化工程時における第一中和槽４ａの上流側から電解槽７までを連通接続する流路であり、第一中和槽４ａと第二中和槽４ｂを通過したアルカリ性電解水を電解槽７へ回収する流路である。第二回収流路３３には、第二送水ポンプ１０が設けられる。
【0089】
【0090】
制御部１４は、軟水化工程の実行、注水・再生工程の実行及び工程間の切替えを制御する。切替えのタイミングは、例えば、時刻が、所定の基準時間となった場合に切り替えるようにしてもよい。所定の時間帯である基準時間を特定する方法として、例えば、予め所定の基準時間を設定してもよいし、使用実態に基づき軟水化工程を実施する可能性が低い時間帯を判別して所定の基準時間を決定してもよい。なお、所定の基準時間とは、軟水化工程の実施頻度が少ない時間のうち、連続した時間帯である。
【0091】
例えば、軟水化工程を実行しない時間を予め設定し、この時間を注水・再生工程における所定の基準時間として指定する。具体的には、軟水化工程を実行しない時間帯を２３時から６時と設定した場合、この時間帯（７時間）において注水・再生工程を実施することを決定する。別の決定方法として、例えば、軟水化装置１の使用状況をモニタリングし、軟水化工程を行っている時間帯を記録する。この時間帯情報をもとに、軟水化工程が実施される頻度が少ない時間帯を特定し、この時間帯において注水・再生工程を実施することを決定する。具体的には、過去１か月間の使用状況をモニタリングし、軟水化工程を実施している時間帯と比較して、軟水の使用水量が少ない時間帯を平均的に算出し、所定の基準時間とする。
【0092】
また、制御部１４は、開閉弁１７及び開閉弁１９を制御し、排水工程の際の排水を制御する。
【0093】
また、制御部１４は、流路切り替えバルブ２１及び２２、開閉弁１５、開閉弁１６、開閉弁１８、及び三方弁２０を制御し、流路の切替えを実行する。
【0094】
制御部１４の各構成は、ハードウェアとしては、コンピューターのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェアとしてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによって様々な形で実現することができる。
【0095】
以上が軟水化装置１の構成である。
【0096】
次に、軟水化装置１の動作について説明する。
【0097】
【0098】
軟水化工程、注水・再生工程、及び排水工程では、制御部１４は、図５に示すように、開閉弁１５～開閉弁１９、三方弁２０、流路切り替えバルブ２１及び２２、電解槽７の陽極３４ａ及び陰極３４ｂ、第一送水ポンプ９及び第二送水ポンプ１０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。
【0099】
ここで、図５中の「ＯＮ」は、該当の開閉弁が「開放」した状態、電極３４が通電している状態、該当の送水ポンプが動作している状態をそれぞれ示す。空欄は、該当の開閉弁が「閉止」した状態、電極３４が通電していない状態、該当の送水ポンプが停止している状態をそれぞれ示す。
【0100】
また、図５中の「（構成要素の番号）から（構成要素の番号）へ」は、該当の三方弁及び流路切り替えバルブが該当の構成要素から該当の構成要素へと送水される方向へと流路を接続している状態を示す。例えば、軟水化工程の流路切り替えバルブ２１は、流路２３から流路２４へと送水可能となるように各流路を接続している。
【0101】
【0102】
軟水化装置１では、図５に示すように、軟水化工程において、開閉弁１５を閉止した状態で流路２３に設けた開閉弁１６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、軟水槽３、第一中和槽４ａ、及び第二中和槽４ｂの順で流通するので、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、流路切り替えバルブ２１は流路２３から流路２４へ送水可能な接続状態、流路切り替えバルブ２２は流路２５から流路２６へ送水可能な接続状態になっている。開閉弁１７～開閉弁１９は、いずれも閉止した状態になっている。三方弁２０は流路２５から流路切り替えバルブ２２へ送水可能な状態になっている。また、電解槽７の電極３４、第一送水ポンプ９、及び第二送水ポンプ１０の動作も停止した状態である。
【0103】
具体的には、図２に示すように、軟水化工程では、外部から流入する原水の圧力によって、原水は、流入口２から流路２３を通って、軟水槽３に供給される。そして、軟水槽３に供給された原水は、軟水槽３内に備えられた弱酸性陽イオン交換樹脂２８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弱酸性陽イオン交換樹脂２８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（水素イオン濃度指数）が低い酸性水（酸性軟水）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。
【0104】
酸性軟水は、軟水槽３に設けられた流路切り替えバルブ２１を介して流路２４を流通し、第一中和槽４ａへ流入する。第一中和槽４ａでは、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａ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、軟水槽３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。
【0105】
第一中和槽４ａにより中和された水（中和第一軟水）は、流路２５を流通し、第二中和槽４ｂに流入する。第二中和槽４ｂでは、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの作用により、流入した中和第一軟水に含まれる水素イオンが吸着される。つまり、中和第一軟水からさらに水素イオンが除去されるので、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、第二中和槽４ｂに設けられた流路切り替えバルブ２２を介して流路２６及び流路２７を流通し、取水口５から取り出すことができる。
【0106】
つまり、軟水化工程では、原水は、軟水槽３、第一中和槽４ａ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、軟水槽３での軟水化工程によって軟水化され、第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂにおいて中和されるようになる。
【0107】
上記において、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａよりも酸解離定数（ｐＫａ）が大きい、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂが充填された第二中和槽４ｂを設けない場合、第一中和槽４ａへの通水のみでは、酸性軟水中の水素イオンの除去が不足し、取り出される軟水が完全に中和されず、ｐH５～５．９程度の弱酸性となる場合がある。これは第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａの酸解離定数が低いために、酸性軟水がある程度中和される（ｐＨ５～５．９）と、イオン交換反応速度が低下する、すなわち中和反応速度が低下したり、中和反応が起きなくなったりするためである。そのため、第一中和槽４ａへの通水のみで、取り出される軟水を中性とするには、第一中和槽４ａ内の第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａの充填量増加や、軟水化工程における軟水化装置１への原水の流通速度の低下が必要となる。
【0108】
また、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂのみを使用した場合、酸性軟水を同程度まで中和する条件において、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａを使用した場合よりも、酸性軟水中の重炭酸イオン（ＨＣＯ-
３
－）がより多く弱塩基性陰イオン交換樹脂２９に吸着される。そのため、詳細は後述するが、循環再生モードにおいてより多くの重炭酸イオンがアルカリ性電解水に放出されるため、電解槽７による酸性電解水およびアルカリ性電解水の生成効率が低下したり、重炭酸イオンとアルカリ性電解水中の硬度成分との反応による析出物の量が増加したりする。
【0109】
そのため、複数種類の陰イオン交換樹脂を用いることにより、陰イオン交換樹脂を単一の種類で構成する場合と比較して、中性の軟水を取り出しながらも、弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着される炭酸イオン量を抑え、循環再生モードにおいて放出される炭酸イオンの影響を抑制できる。
【0110】
軟水化装置１では、制御部１４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軟水化工程を終了し、注水・再生工程を実行する。
【0111】
【0112】
＜＜注水工程＞＞
軟水化装置１では、図５に示すように、注水工程において開閉弁１５を閉止した状態で流路２３に設けた開閉弁１６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、第一回収流路３２を流通し電解槽７の陽極室へ送水され、また、軟水槽３及び第二回収流路３３を流通し電解槽７の陰極室へ送水される。このとき、流路切り替えバルブ２１は流路２３から流路２４へ送水可能な接続状態、開閉弁１７は閉止した状態になっている。三方弁２０は流路切り替えバルブ２２からアルカリ性電解水排水
流路３８へ送水可能な状態になっている。
軟水化装置１では、図５に示すように、注水工程において開閉弁１５を閉止した状態で流路２３に設けた開閉弁１６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、第一回収流路３２を流通し電解槽７の陽極室へ送水され、また、軟水槽３及び第二回収流路３３を流通し電解槽７の陰極室へ送水される。このとき、流路切り替えバルブ２１は流路２３から流路２４へ送水可能な接続状態、開閉弁１７は閉止した状態になっている。三方弁２０は流路切り替えバルブ２２からアルカリ性電解水排水
流路３８へ送水可能な状態になっている。
【0113】
具体的には、図３に示すように、注水工程では、外部から流入する原水の圧力によって、原水は、流入口２から流路２３及び第一回収流路３２を通って、電解槽７の陽極室に供給される。このとき、流路切り替えバルブ２１は流路２３から流路２４へ送水可能な接続状態であり、第一供給流路３０とは送水可能な接続状態ではないため、電解槽７の陽極室に供給された水が第一供給流路３０を流通し、第一供給流路３０から軟水槽３へ流入することはない。また第一供給流路３０内に空気抜き弁を設けることにより、電解槽７の陽極室や第一供給流路３０を原水で満たすことができる。
【0114】
また同時に、原水は流入口２から流路２３、軟水槽３、流路２４及び第二回収流路３３を通って、電解槽７の陰極室に供給される。このとき、三方弁２０が流路２５から第二中和槽４ｂへ送水可能な接続状態ではないため、流路２４を流通した水が中和槽4側へ流入することを抑制できる。
【0115】
＜＜再生工程＞＞
再生工程として、中和槽４に通水されたアルカリ性電解水を排水する再生モード及び中和槽４に通水されたアルカリ性電解水を中和槽循環流路内に循環させる循環再生モードと、を備える。
再生工程として、中和槽４に通水されたアルカリ性電解水を排水する再生モード及び中和槽４に通水されたアルカリ性電解水を中和槽循環流路内に循環させる循環再生モードと、を備える。
【0116】
＜＜＜再生モード＞＞＞
再生モードにおいては、軟水化装置１では図５に示すように、開閉弁１６～１９、三方弁２０、流路切り替えバルブ２１及び２２、電極３４、第一送水ポンプ９及び第二送水ポンプ１０は、注水工程と同様の状態である。開閉弁１５を閉止した状態で流路２３に設けた開閉弁１６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、軟水槽３及び第二回収流路３３を流通し電解槽７の陰極室へ送水される。電解槽７の陰極室に原水が流入し、電気分解を行うことによってアルカリ性電解水が生成される。生成されたアルカリ性電解水は第二供給流路３１、第二中和槽４ｂ及びアルカリ性電解水排水流路３８を流通し、アルカリ性電解水排水口１３から排水される。このとき、開閉弁１８は開放した状態、流路切り替えバルブ２２は第二供給流路３１から流路２５へ送水可能な接続状態、三方弁２０は流路切り替えバルブ２２からアルカリ性電解水排水流路３８へ送水可能な状態になっている。
再生モードにおいては、軟水化装置１では図５に示すように、開閉弁１６～１９、三方弁２０、流路切り替えバルブ２１及び２２、電極３４、第一送水ポンプ９及び第二送水ポンプ１０は、注水工程と同様の状態である。開閉弁１５を閉止した状態で流路２３に設けた開閉弁１６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、軟水槽３及び第二回収流路３３を流通し電解槽７の陰極室へ送水される。電解槽７の陰極室に原水が流入し、電気分解を行うことによってアルカリ性電解水が生成される。生成されたアルカリ性電解水は第二供給流路３１、第二中和槽４ｂ及びアルカリ性電解水排水流路３８を流通し、アルカリ性電解水排水口１３から排水される。このとき、開閉弁１８は開放した状態、流路切り替えバルブ２２は第二供給流路３１から流路２５へ送水可能な接続状態、三方弁２０は流路切り替えバルブ２２からアルカリ性電解水排水流路３８へ送水可能な状態になっている。
【0117】
このように、再生モードにおいて、電解槽７で生成されたアルカリ性電解水は第二中和槽４ｂを流通し、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの再生に使用されたのち、アルカリ性電解水排水口１３から排水される。これにより、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂに吸着していたイオン成分が、アルカリ性電解水中に放出され、その後、排水として排出することができる。また、この再生モードを長時間ではなく短時間（再生工程に要する時間の1割程度）実施することで、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂに吸着していたイオン成分のうち、交換順位の低いイオン成分、特に重炭酸イオンを優先的に排出させることができる。
【0118】
硬水に含まれる陰イオンのうち、主成分として、硫酸イオン、硝酸イオン、塩化物イオン、及び重炭酸イオンが挙げられる。硬水である原水を弱酸性陽イオン交換樹脂２８及び弱塩基性陰イオン交換樹脂２９に通水し軟水化工程を行う際に、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９には塩化物イオンや硫酸イオンなどの他に重炭酸イオン(ＨＣＯ３
－)が吸着される。重炭酸イオンは、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９に対する交換順位が塩化物イオン及び硫酸イオンに比べて低いため、軟水化工程時には弱塩基性陰イオン交換樹脂２９に吸着しにくく、再生モード時には弱塩基性陰イオン交換樹脂２９から放出されやすい。そのため第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂを流通する際には、先に流通する第一中和槽４ａにお
いて、交換順位の高い硫酸イオンや硝酸イオンが多く吸着し、硫酸イオンや硝酸イオンが減少した後に流通する第二中和槽４ｂにおいては、塩化物イオンや重炭酸イオンが多く吸着する。また、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの再生モードにおいて、吸着した重炭酸イオンは、その大部分が再生モード初期に放出され、長時間再生した場合には再生初期と比較して再生中期～後期では放出量が減少する。そのため、再生モードを短時間実施することによって、第二中和槽４ｂに吸着された重炭酸イオンを大きく減少させることができる。なお、再生モードを長時間実施しても良いが、アルカリ性電解水の排水量が多くなるため、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂから十分に重炭酸イオンを放出させたのちには、後述する循環再生モードに移行することが望ましい。
いて、交換順位の高い硫酸イオンや硝酸イオンが多く吸着し、硫酸イオンや硝酸イオンが減少した後に流通する第二中和槽４ｂにおいては、塩化物イオンや重炭酸イオンが多く吸着する。また、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの再生モードにおいて、吸着した重炭酸イオンは、その大部分が再生モード初期に放出され、長時間再生した場合には再生初期と比較して再生中期～後期では放出量が減少する。そのため、再生モードを短時間実施することによって、第二中和槽４ｂに吸着された重炭酸イオンを大きく減少させることができる。なお、再生モードを長時間実施しても良いが、アルカリ性電解水の排水量が多くなるため、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂから十分に重炭酸イオンを放出させたのちには、後述する循環再生モードに移行することが望ましい。
【0119】
次に、再生モードを実施することによる効果について説明する。
【0120】
硬水である原水を弱酸性陽イオン交換樹脂２８および弱塩基性陰イオン交換樹脂２９に通水し軟水化工程を行う際に、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９には塩化物イオンや硫酸イオンなどの他に重炭酸イオン(ＨＣＯ３
－)が吸着される。吸着された重炭酸イオンは、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９の再生を行う際にアルカリ性電解水に放出される。重炭酸イオンは、電解槽７中の隔膜を通して酸性電解水中にも拡散される。つまり、再生モードにおいて、重炭酸イオンは、アルカリ性電解水及び酸性電解水に含有される。
【0121】
重炭酸イオンは、緩衝作用を有し、水素イオン（Ｈ＋）と反応して炭酸（Ｈ-２ＣＯ３）になったり、水酸化物イオン（ＯＨ－）と反応して炭酸イオン（ＣＯ３
２－）になったりする。そのため、重炭酸イオンが電解水中に存在すると、電解再生水中の水素イオンや水酸化物イオンを消費してしまい、電解水の酸性またはアルカリ性が弱まるため、再生モードの効率が低下する。また、アルカリ性電解水中の水酸化物イオンと反応して生じる炭酸イオンは、弱酸性陽イオン交換樹脂２８から放出され酸性電解水中に拡散されるカルシウムイオンと結合して炭酸カルシウムを析出させる。つまり、再生モードにおける重炭酸イオンの吸着量または放出量が多いほど、炭酸カルシウムの析出が多くなり、捕捉部8における詰まりを促進させるという問題が生じる。
【0122】
したがって、後述する循環再生モードにおける重炭酸イオンの放出量を抑制することが求められるが、再生モードを実施することで重炭酸イオンの放出量を抑制させることができる。
【0123】
なお、再生モードにおいて電解槽７で生成された酸性電解水は、流通もしくは循環させる流路がないため、軟水槽３に流通させず、電解槽７の陽極室及び第一供給流路３１に滞留させる。しかしながら、電気分解によって生成された水素イオン（Ｈ＋）を酸性電解水中に蓄積させることができる、すなわち流通させる場合よりも酸性が強い酸性電解水を生成することができ、後述する循環再生モードが開始されたときに酸性電解水を軟水槽３に流通させることで弱酸性陽イオン交換樹脂２８の再生に使用できる。そのため、再生モード中に電解槽７の陽極室にて生成される水素イオンを無駄に排水することなく、弱酸性陽イオン交換樹脂２８の再生に使用できる。
【0124】
軟水化装置１では、制御部１４で特定された時間帯になった場合、もしくは注水・再生モードが一定時間を超えた場合に注水・再生モードを終了し、循環再生モードを実行する。
【0125】
【0126】
軟水化装置１において、弱酸性陽イオン交換樹脂２８を充填した軟水槽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。また同様に、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９を充填した第一中和槽４ａ及び第二中和槽４ｂは使用を続けると陰イオン交換能力および中和性能が低下または消失する。このような状態になると、軟水槽から流入した酸性の軟水を中和できなくなる。このため、軟水化装置１では、再生装置６による軟水槽３、第一中和槽４ａ、及び第二中和槽４ｂの循環再生モードを行う必要が生じる。本実施の形態１では、制御部１４により、循環再生モードの実施タイミングを判断し、制御部１４で特定された時間帯になった場合、もしくは注水・再生モードが一定時間を超えた場合に循環再生モードを実行する。
【0127】
循環再生モード時において、開閉弁１６、開閉弁１７、開閉弁１９を閉止して、開閉弁１５、開閉弁１８を開放し、三方弁２０は流路２５から流路切り替えバルブ２２へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２１は第一供給流路３０から第一回収流路３２へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２２は第二供給流路３１から流路２５へ送水可能な接続状態とする。つまり、第一中和槽４ａと第二中和槽４ｂとが連通接続する状態、酸性電解水排水口１１及び捕捉部排水口１２の排水を停止した状態とする。これにより、図４に示すように、軟水槽循環再生流路４２及び中和槽循環再生流路４３がそれぞれ形成される。
【0128】
そして、第一送水ポンプ９及び第二送水ポンプ１０を動作させると、電解槽７内の酸性電解水及びアルカリ性電解水が軟水槽循環再生流路４２及び中和槽循環再生流路４３のそれぞれを循環する。
【0129】
また、電解槽７は、陰極３４ｂに対して陽極３４ａが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３４ａでは水素イオンが生じ、陽極３４ａ付近では酸性電解水が生成する。一方、陰極３４ｂでは水酸化物イオンが生じ、陰極３４ｂ付近ではアルカリ性電解水が生成する。
【0130】
電解槽７で生成した酸性電解水は、第一供給流路３０を流通し流路切り替えバルブ２１を介して軟水槽３内に送水され、内部の弱酸性陽イオン交換樹脂２８を流通する。すなわち、酸性電解水を弱酸性陽イオン交換樹脂２８に通水することで、弱酸性陽イオン交換樹脂２８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、弱酸性陽イオン交換樹脂２８が再生される。
【0131】
その後、軟水槽３を流通した酸性電解水は、陽イオンを含み、第一回収流路３２へ流入する。すなわち、弱酸性陽イオン交換樹脂２８を流通した陽イオンを含む酸性電解水は、第一回収流路３２を介して電解槽７に回収される。
【0132】
このように軟水槽循環再生流路４２は、酸性電解水を、原水の流入口から最も下流に位置する軟水槽３の下流側から流通させる。すなわち、循環再生モードの際には、軟水槽３の弱酸性陽イオン交換樹脂２８において、硬度成分の吸着量が少ない下流側から、硬度成分の吸着量が多い上流側へ酸性電解水を流通させる。これにより、水素イオンを多く含有する酸性電解水が軟水槽３に流入し、弱酸性陽イオン交換樹脂２８を再生する中で、硬度成分が弱酸性陽イオン交換樹脂２８に再吸着するのを抑制することができる。したがって、再生モード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、軟水化工程時の流路における下流側を指す。
【0133】
一方、電解槽７の陰極３４ｂ付近で生成したアルカリ性電解水は、第二供給流路３１、捕捉部８を流通し流路切り替えバルブ２２を介して第二中和槽４ｂ内に送水され、内部の弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂ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、流路２５を流通し、第一中和槽４ａ内に送水され、内部の弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａを流通する。すなわち、アルカリ性電解水を弱塩基性陰イオン交換樹脂２９に通水させることで、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９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、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９が再生される。
【0134】
その後、第一中和槽４ａ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３３へ流入する。すなわち、弱塩基性陰イオン交換樹脂２９を流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水は、第二回収流路３３を介して電解槽７に回収される。
【0135】
このように、中和槽循環再生流路４３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する中和槽であり、上流側の中和槽と比較して陰イオンの吸着量が少ない弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂ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中和槽４ｂに比べて陰イオンがより多く吸着している弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａ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、中和槽循環再生流路４３は、電解槽７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、流路２５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、第二回収流路３３を介して電解槽７へ流入させる流路である。
【0136】
これにより、循環再生モード時には、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の弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂ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、再生モード効率の低下を抑制でき、再生時間が短縮できる。
【0137】
そして、電解槽７内では、循環再生モードの際に軟水槽３から放出された陽イオンである硬度成分がアルカリ性電解水と反応することにより析出物が生じる。この電解槽７から送出されたアルカリ性電解水に含まれる析出物は捕捉部８によって捕捉される。これにより、析出物が第二中和槽４ｂに流入し、堆積することを抑制できる。このように析出物の堆積を抑制することにより、循環再生モードの終了後に軟水化工程を再開するときに、第二中和槽４ｂに堆積した析出物が第一中和槽４ａから放出された水の中に含まれる水素イオンと反応してイオン化することに起因する、第二中和槽４ｂから送出される軟水の硬度上昇を抑制できる。
【0138】
循環再生モード終了時の再生循環流路中の再生水の硬度成分濃度は、再生水のｐＨ（より根本的には電解槽に流れる電流値）、及び電解槽中の電極３４を隔てる隔膜の種類によって大きく変動する。このような挙動は電解槽中の電極３４を隔てる隔膜の種類によって大きく変わり、例えば、陰イオン交換膜を電解槽７の隔膜として使用した場合、電解槽７の陽極側から陰極側に硬度成分が移動できなくなる。そのため、陰極側すなわち中和槽循環再生流路４３への硬度成分の流入が０となり、析出物の発生も生じない。しかし、この場合、循環再生モード中に弱酸性陽イオン交換樹脂２８から脱着した硬度成分は、中和槽循環再生流路４３へ流入せず、軟水槽循環再生流路４２にすべて濃縮される。そのため、弱酸性陽イオン交換樹脂２８が持つ水素イオンと硬度成分とのイオン交換反応の平衡が、弱酸性陽イオン交換樹脂２８へ硬度成分が吸着する方向に傾く。これにより、弱酸性陽イ
オン交換樹脂２８の再生が困難となる。したがって、軟水化装置１では、電解槽７の隔膜として、多孔質膜を用いる。
オン交換樹脂２８の再生が困難となる。したがって、軟水化装置１では、電解槽７の隔膜として、多孔質膜を用いる。
【0139】
軟水化装置１では、制御部１４で特定された時間帯になった場合、もしくは、循環再生モードが一定時間（例えば６時間）または装置使用者からの指示情報等に基づく循環再生時間を超えた場合に循環再生モードを終了し、排水工程を実行する。
【0140】
なお、循環再生モード中に利用者が水を得たい場合には、軟水化装置１と接続された蛇口等を開放することにより、原水が流入口２からバイパス流路３５を通り、取水口５から流出するため、循環再生モードの終了を待たずとも、原水を利用することができる。
【0141】
＜排水工程＞
軟水化装置１では、循環再生モードが終了すると排水工程へ移行する。ここで、排水工程とは、軟水槽循環再生流路４２内と中和槽循環再生流路４３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工程である。
軟水化装置１では、循環再生モードが終了すると排水工程へ移行する。ここで、排水工程とは、軟水槽循環再生流路４２内と中和槽循環再生流路４３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工程である。
【0142】
次に、軟水化装置１による排水工程時の動作について、図５の「排水時」の欄を参照して説明する。
【0143】
軟水化装置１では、図５に示すように、排水工程（排水時）において、開閉弁１６を閉止して、開閉弁１５及び開閉弁１７～１９を開放し、三方弁２０は流路２５から流路切り替えバルブ２２へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２１は第一供給流路３０から第一回収流路３２へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２２は第二供給流路３１から流路２５へ送水可能な接続状態とする。つまり、軟水槽循環再生流路４２及び中和槽循環再生流路４３がそれぞれ形成され、さらに開閉弁１７及び開閉弁１９を開放することで、酸性電解水排水口１１と捕捉部排水口１２から酸性電解水及びアルカリ性電解水の排水が可能な状態である。
【0144】
排水工程を行うことにより、軟水化工程を再開した際に、軟水槽循環再生流路４２内と中和槽循環再生流路４３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５から排出されることを防ぐことができる。
【0145】
そして、軟水化装置１では、排水工程が終了すると、開閉弁１５及び開閉弁１７～１９を閉止させ、開閉弁１６を開放し、三方弁は流路２５から流路切り替えバルブ２２へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２１は流路２３から流路２４へ送水可能な接続状態、流路切り替えバルブ２２は流路２５から流路２６へ送水可能な接続状態とし、軟水化工程へ移行する。なお、排水工程の終了は、排水処理開始から一定時間経過時とすればよい。
【0146】
以上のようにして、軟水化装置１では、軟水化工程、注水・再生工程、及び排水工程が繰り返し実行される。
【0147】
軟水化装置１では、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａよりも酸解離定数（ｐＫａ）が大きい、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂが充填された第二中和槽４ｂを設けることにより、中和槽および弱塩基性陰イオン交換樹脂をそれぞれ単一の種類で構成する場合と比較して、中性の軟水を取り出しながらも、弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着される重炭酸イオン量を抑え、循環再生モードにおいて放出される重炭酸イオンの影響を抑制できる。また、再生モードにおいて第二中和槽４ｂのみアルカリ性電解水を流通させ、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの再生を一部行う。これにより、できるだけ再生モードに要する時間及び排水量を少なくしながらも、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂにより
多く吸着した重炭酸イオンを再生モード中のアルカリ性電解水中に放出させ、続く循環再生モード中のアルカリ性電解水には放出されないようにすることで、循環再生モードにおける炭酸カルシウムの多量の析出による捕捉部８の詰まりや、重炭酸イオンの緩衝作用による再生効率低下の影響を低減することが可能となる。
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。
多く吸着した重炭酸イオンを再生モード中のアルカリ性電解水中に放出させ、続く循環再生モード中のアルカリ性電解水には放出されないようにすることで、循環再生モードにおける炭酸カルシウムの多量の析出による捕捉部８の詰まりや、重炭酸イオンの緩衝作用による再生効率低下の影響を低減することが可能となる。
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。
【0148】
（１）軟水化装置１は、軟水槽３と、第一中和槽４ａと、第二中和槽４ｂと、電解槽７と、制御部１４と、を備える。軟水槽３は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂２８により軟水化する。第一中和槽４ａは、軟水槽３を通過した軟水のｐＨを第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａにより中和する。第二中和槽４ｂは、第一中和槽４ａを通過した軟水のｐＨを第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂによりさらに中和する。第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａ及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂには、それぞれ種類の異なる弱塩基性陰イオン交換樹脂を使用し、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａよりも第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂの方が、酸解離定数（ｐＫａ）が大きくなるような種類を選択する。電解槽７は軟水槽３の弱酸性陽イオン交換樹脂２８を再生するための酸性電解水と、第一中和槽４ａの第一弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ａ及び第二中和槽４ｂの第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂを再生するためのアルカリ性電解水とを生成する。
【0149】
こうした構成によれば、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂが充填された第二中和槽４ｂを設けることにより、第一中和槽４ａを流通した軟水を中性まで中和しきれなかった場合でも、第二中和槽４ｂを流通させることで、中性に中和することができる。また、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂の充填量を、第二中和槽４ｂを通水した軟水のｐＨが中性となる範囲において、できるだけ少なくすることで、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂのみを使用した場合と比べて、重炭酸イオン（ＨＣＯ３
－）が第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂに吸着される量を抑えることができる。
【0150】
（２）軟水化装置１は、再生モードにおいて電解槽７から流出したアルカリ性電解水を第二中和槽４ｂに流通し、アルカリ性電解水排水流路３８およびアルカリ性電解水排水口１３を通じて排水可能な構成とした。
【0151】
こうした構成によれば、第二中和槽４ｂ内の第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂに吸着された重炭酸イオンは、その大部分が再生モード中に放出され、吸着された重炭酸イオンを大きく減少させることができる。そのため、再生モードに続く、循環再生モードにおける炭酸カルシウムの多量の析出による捕捉部８の詰まりや、重炭酸イオンの緩衝作用による再生効率低下の影響を低減することができる。また重炭酸イオンの吸着量が多い第二弱塩基性陰イオン交換樹脂２９ｂのみにアルカリ性電解水を流通させ、排水することにより、再生モードにおいて要する時間及び排水量をできるだけ少なくすることができる。
【0152】
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。
【産業上の利用可能性】
【0153】
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】
【0154】
１ 軟水化装置
２ 流入口
３ 軟水槽
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 電解槽
８ 捕捉部
９ 第一送水ポンプ
１０ 第二送水ポンプ
１１ 酸性電解水排水口
１２ 捕捉部排水口
１３ アルカリ性電解水排水口
１４ 制御部
１５、１６、１７、１８、１９ 開閉弁
２０ 三方弁
２１、２２ 流路切り替えバルブ
２３、２４、２５、２６、２７ 流路
２８ 弱酸性陽イオン交換樹脂
２９ 弱塩基性陰イオン交換樹脂
２９ａ 第一弱塩基性陰イオン交換樹脂
２９ｂ 第二弱塩基性陰イオン交換樹脂
３０ 第一供給流路
３１ 第二供給流路
３２ 第一回収流路
３３ 第二回収流路
３４ 電極
３４ａ 陽極
３４ｂ 陰極
３５ バイパス流路
３６ 酸性電解水排水流路
３７ 捕捉部排水流路
３８ アルカリ性電解水排水流路
３９ 軟水化流路
４０ 注水流路
４１ 中和槽再生流路
４２ 軟水槽循環再生流路
４３ 中和槽循環再生流路
２ 流入口
３ 軟水槽
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 電解槽
８ 捕捉部
９ 第一送水ポンプ
１０ 第二送水ポンプ
１１ 酸性電解水排水口
１２ 捕捉部排水口
１３ アルカリ性電解水排水口
１４ 制御部
１５、１６、１７、１８、１９ 開閉弁
２０ 三方弁
２１、２２ 流路切り替えバルブ
２３、２４、２５、２６、２７ 流路
２８ 弱酸性陽イオン交換樹脂
２９ 弱塩基性陰イオン交換樹脂
２９ａ 第一弱塩基性陰イオン交換樹脂
２９ｂ 第二弱塩基性陰イオン交換樹脂
３０ 第一供給流路
３１ 第二供給流路
３２ 第一回収流路
３３ 第二回収流路
３４ 電極
３４ａ 陽極
３４ｂ 陰極
３５ バイパス流路
３６ 酸性電解水排水流路
３７ 捕捉部排水流路
３８ アルカリ性電解水排水流路
３９ 軟水化流路
４０ 注水流路
４１ 中和槽再生流路
４２ 軟水槽循環再生流路
４３ 中和槽循環再生流路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
