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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】P2024138700
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】軟水化装置
(51)【国際特許分類】
C02F 1/42 20230101AFI20241002BHJP
C02F 1/461 20230101ALI20241002BHJP
B01J 49/53 20170101ALI20241002BHJP
【ＦＩ】
C02F1/42 A
C02F1/461 A
B01J49/53
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023049312
(22)【出願日】2023-03-27
(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】ル ユジュン
(72)【発明者】
【氏名】松本 唯
【テーマコード（参考）】
4D025
4D061
【Ｆターム（参考）】
4D025AA01
4D025AB07
4D025AB11
4D025AB14
4D025AB16
4D025AB19
4D025BA10
4D025BA11
4D025BA15
4D025BB02
4D025BB09
4D025BB18
4D025BB19
4D025CA01
4D025CA05
4D025CA06
4D025CA10
4D061DA01
4D061DB07
4D061DB08
4D061EA02
4D061EB01
4D061EB05
4D061EB19
4D061EB37
4D061EB39
4D061FA09
4D061FA13
4D061FA20
4D061GA12
4D061GA30
4D061GC11
(57)【要約】
【課題】電極の劣化を抑制し、長期間にわたって電解性能を維持可能な軟水化装置を提供する。
【解決手段】軟水化装置１は、軟水化工程にて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して軟水を生成する軟水槽と、軟水化工程にて軟水槽を通過した酸性軟水を弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、再生工程に用いる電解水を生成する電解槽９と、原水の特定のイオン種の原水イオン濃度と軟水槽に通水された原水の水量とから軟水槽へのイオン種のイオン吸着量を特定する吸着量特定部５５と、吸着量特定部５５の特定したイオン吸着量に基づいて再生工程の実行を制御する制御部１５と、を備える。制御部１５は、再生工程の運転時間が基準運転時間に達した場合に、電解槽９の運転を停止し、軟水槽内の酸性電解水を排水し原水を通水する入替工程を実施する。
【選択図】図１
【解決手段】軟水化装置１は、軟水化工程にて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して軟水を生成する軟水槽と、軟水化工程にて軟水槽を通過した酸性軟水を弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、再生工程に用いる電解水を生成する電解槽９と、原水の特定のイオン種の原水イオン濃度と軟水槽に通水された原水の水量とから軟水槽へのイオン種のイオン吸着量を特定する吸着量特定部５５と、吸着量特定部５５の特定したイオン吸着量に基づいて再生工程の実行を制御する制御部１５と、を備える。制御部１５は、再生工程の運転時間が基準運転時間に達した場合に、電解槽９の運転を停止し、軟水槽内の酸性電解水を排水し原水を通水する入替工程を実施する。
【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工程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、
前記軟水化工程にて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して軟水を生成する軟水槽と、
前記軟水化工程にて前記軟水槽を通過した酸性軟水を弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、
前記再生工程に用いる電解水を生成する電解槽と、
前記原水の特定のイオン種の原水イオン濃度と前記軟水槽に通水された前記原水の水量とから前記軟水槽への前記イオン種のイオン吸着量を特定する吸着量特定部と、
前記吸着量特定部の特定した前記イオン吸着量に基づいて前記再生工程の実行を制御する制御部と、備え、
前記制御部は、
前記再生工程の運転時間が基準運転時間に達した場合に、前記電解槽の運転を停止し、前記軟水槽内の酸性電解水を排水し前記原水を通水する入替工程を実施する軟水化装置。
前記軟水化工程にて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して軟水を生成する軟水槽と、
前記軟水化工程にて前記軟水槽を通過した酸性軟水を弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、
前記再生工程に用いる電解水を生成する電解槽と、
前記原水の特定のイオン種の原水イオン濃度と前記軟水槽に通水された前記原水の水量とから前記軟水槽への前記イオン種のイオン吸着量を特定する吸着量特定部と、
前記吸着量特定部の特定した前記イオン吸着量に基づいて前記再生工程の実行を制御する制御部と、備え、
前記制御部は、
前記再生工程の運転時間が基準運転時間に達した場合に、前記電解槽の運転を停止し、前記軟水槽内の酸性電解水を排水し前記原水を通水する入替工程を実施する軟水化装置。
【請求項2】
前記基準運転時間は、
前記イオン吸着量と前記電解槽の電流値とによって決定される請求項１に記載の軟水化装置。
前記イオン吸着量と前記電解槽の電流値とによって決定される請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項3】
前記制御部は、
前記電解槽の劣化を抑制可能な前記イオン種のイオン濃度であるイオン基準値と、前記原水イオン濃度と、前記イオン吸着量と、前記基準運転時間と、前記再生工程の開始から終了までの時間である再生運転時間と、に基づいて、前記再生工程中に実行する前記入替工程の実施回数を決定する回数決定部を備え、
前記回数決定部が決定した前記実施回数に基づき前記入替工程を実施することで、前記電解水のイオン濃度の平均値を前記イオン濃度基準値以下とする請求項１に記載の軟水化装置。
前記電解槽の劣化を抑制可能な前記イオン種のイオン濃度であるイオン基準値と、前記原水イオン濃度と、前記イオン吸着量と、前記基準運転時間と、前記再生工程の開始から終了までの時間である再生運転時間と、に基づいて、前記再生工程中に実行する前記入替工程の実施回数を決定する回数決定部を備え、
前記回数決定部が決定した前記実施回数に基づき前記入替工程を実施することで、前記電解水のイオン濃度の平均値を前記イオン濃度基準値以下とする請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項4】
前記制御部は、
前記基準運転時間内に前記入替工程を複数回実施する場合に、前記入替工程の前記実施回数と前記基準運転時間とに基づいて、前記入替工程から次回の入替工程までの時間が均等になるように前記入替工程を実施する請求項３に記載の軟水化装置。
前記基準運転時間内に前記入替工程を複数回実施する場合に、前記入替工程の前記実施回数と前記基準運転時間とに基づいて、前記入替工程から次回の入替工程までの時間が均等になるように前記入替工程を実施する請求項３に記載の軟水化装置。
【請求項5】
前記イオン種は塩化物イオンである請求項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】
従来の軟水化装置では、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、官能基の末端にプロトンを有しており、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。そして、弱酸性陽イオン交換樹脂で軟水化された原水は、水素イオンを含み、酸性となっている。この軟水中の水素イオンは、陰イオンとともに弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着され、これにより軟水化された原水が中和される。従来の軟水化装置では、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により弱塩基性陰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２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【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】
【0004】
このような従来の軟水化装置においては、水の電気分解により酸性電解水及びアルカリ性電解水を生成する電解槽が用いられる。イオン交換樹脂の再生時には、陰極で生成されたアルカリ性電解水中の水酸化物イオンは、軟水化時に弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着された塩化物イオン等の陰イオンと交換され、塩化物イオン等の陰イオンがイオン交換樹脂から放出される。放出された陰イオンは、電解槽での水の電気分解により、陰極側から陽極側に移動する。したがって、再生に用いた酸性電解水を再度電解して、イオン交換樹脂の再生に再利用する軟水化装置においては、イオン交換樹脂の再生が進行するにつれ、陽極側の酸性電解水の陰イオン濃度が徐々に上昇する。この陰イオン濃度上昇により、電解槽中の陽極に対して白金系の電極触媒材料を用いた場合に、白金成分の溶出または脱離が発生し、触媒性能の低下が生じる恐れがある。触媒性能の低下、すなわち電極の劣化が生じると、電解槽における電解性能が低下してしまう。そのため、電極の劣化を抑制し、電極の耐久性を向上させることが求められている。
【0005】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、電極の劣化を抑制し、長期間にわたって電解性能を維持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、軟水化工程にて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を弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、原水の特定のイオン種の原水イオン濃度と軟水槽に通水された原水の水量とから軟水槽へのイオン種のイオン吸着量を特定する吸着量特定部と、再生工程に用いる電解水を生成する電解槽と、吸着量特定部の特定したイオン吸着量と電解槽の電流値から算出する基準運転時間に基づいて再生工程の実行を制御する制御部とを備え、制御部は、再生工程の運転時間が基準運転時間に達した場合に、電解槽の運転を停止し、軟水槽内の酸性電解水を排水し原水
を通水する入替工程を実施する。これにより、所期の目的を達成するものである。
を通水する入替工程を実施する。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】
【0007】
本発明によれば、電極の劣化を抑制し、長期間にわたって電解性能を維持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】
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。
【0010】
（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。
【0011】
（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を用いて軟水化処理を行うことにより、硬度が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を用いて軟水化処理を行うことにより、硬度が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。
【0012】
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、軟水槽と、中和槽と、取水口７と、再生装置８と、制御部１５と、吸着量特定部５５と、を備えている。
【0013】
また、軟水化装置１は、排水口１３と、複数の開閉弁（開閉弁１７、開閉弁１８、開閉弁１９、開閉弁２０、開閉弁２１、開閉弁２２、及び開閉弁２３）と、複数の流路切り替
えバルブ（流路切り替えバルブ２４～２７）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。
えバルブ（流路切り替えバルブ２４～２７）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。
【0014】
（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内に導入するための開口である。
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内に導入するための開口である。
【0015】
取水口７は、軟水化装置１内を流通し、軟水化処理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７から軟水化処理後の水を取り出すことができる。
【0016】
軟水化装置１では、軟水化処理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２８、第一軟水槽３、流路２９、第一中和槽４、流路３０、第二軟水槽５、流路３１、第二中和槽６、流路３２、取水口７の順に流通して、中性の軟水として排出される。
【0017】
（軟水槽）
軟水槽（第一軟水槽３及び第二軟水槽５）は、弱酸性陽イオン交換樹脂の作用により、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。本実施の形態１における軟水化装置１では、軟水槽として第一軟水槽３と第二軟水槽５が備えられる。
軟水槽（第一軟水槽３及び第二軟水槽５）は、弱酸性陽イオン交換樹脂の作用により、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。本実施の形態１における軟水化装置１では、軟水槽として第一軟水槽３と第二軟水槽５が備えられる。
【0018】
第一軟水槽３は、流入口２から流入した原水の軟水化を行う。第一軟水槽３は、流路切り替えバルブ２４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。
【0019】
第二軟水槽５は、後述する第一中和槽４を流通した水の軟水化を行う。第二軟水槽５は、流路切り替えバルブ２６を備える。
【0020】
第一軟水槽３及び第二軟水槽５には弱酸性陽イオン交換樹脂３３が充填されている。
【0021】
弱酸性陽イオン交換樹脂３３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３３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３３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、第一軟水槽３及び第二軟水槽５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３３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３３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３３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。
【0023】
弱酸性陽イオン交換樹脂３３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（第一中和槽４及び第二中和槽６）は、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４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、中和槽は、軟水槽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。本実施の形態１における軟水化装置１では、中和槽として第一中和槽４と第二中和槽６が備えられる。
中和槽（第一中和槽４及び第二中和槽６）は、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４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、中和槽は、軟水槽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。本実施の形態１における軟水化装置１では、中和槽として第一中和槽４と第二中和槽６が備えられる。
【0025】
第一中和槽４は、第一軟水槽３を流通した酸性軟水の中和を行う。第一中和槽４は、流路切り替えバルブ２５を備える。
【0026】
第二中和槽６は、第二軟水槽５を流通した酸性軟水の中和を行う。第二中和槽６は、流路切り替えバルブ２７を備える。
【0027】
第一中和槽４及び第二中和槽６には弱塩基性陰イオン交換樹脂３４が充填されている。
【0028】
弱塩基性陰イオン交換樹脂３４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３４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。
【0029】
弱塩基性陰イオン交換樹脂３４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、遊離塩基型となっているものが挙げられる。
【0030】
（再生装置）
再生装置８は、第一軟水槽３及び第二軟水槽５に充填されている弱酸性陽イオン交換樹脂３３を再生させ、且つ、第一中和槽４及び第二中和槽６に充填されている弱塩基性陰イオン交換樹脂３４を再生させる機器である。
再生装置８は、第一軟水槽３及び第二軟水槽５に充填されている弱酸性陽イオン交換樹脂３３を再生させ、且つ、第一中和槽４及び第二中和槽６に充填されている弱塩基性陰イオン交換樹脂３４を再生させる機器である。
【0031】
再生装置８は、電解槽９と、捕捉部１０と、第一送水ポンプ１１と、第二送水ポンプ１２とを含んで構成される。そして、再生装置８は、第二軟水槽５、第二中和槽６、流路２８、流路２９に対して、第一供給流路３５、第二供給流路３６、第一回収流路３７、第二回収流路３８、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３５、第二供給流路３６、第一回収流路３７、第二回収流路３８、中和槽バイパス流路４２、軟水槽バイパス流路４４により、後述する軟水槽再生循環流路３９と中和槽再生循環流路４０が形成される。
【0032】
（（電解槽））
電解槽９は、内部に設けた一対の電極４１（電極４１ａ及び電極４１ｂ）を用いて、入水した水（流入口２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、再生工程での電気分解の際に陽極となる電極４１ａ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、再生工程での電気分解の際に陰極となる電極４１ｂ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９は、酸性電解水を、第一供給流路３５及び中和槽バイパス流路４２を介して第一軟水槽３と第二軟水槽５に供給し、アルカリ性電解水を、第二供給流路３６及び軟水槽バイパス流路４４を介して第一中和槽４と第二中和槽６に供給する。詳細は後述するが、電解槽９によって生成された酸性電解水は、第一軟水槽３と第二軟水槽５の弱酸性陽イオン交換樹脂３３の再生に使用され、電解槽９によって生成されたアルカリ性電解水は、第一中和槽４と第二中和槽６の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生に使用される。なお、電解槽９は、後述する制御部１５によって、一対の電極４１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９は、内部に設けた一対の電極４１（電極４１ａ及び電極４１ｂ）を用いて、入水した水（流入口２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、再生工程での電気分解の際に陽極となる電極４１ａ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、再生工程での電気分解の際に陰極となる電極４１ｂ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９は、酸性電解水を、第一供給流路３５及び中和槽バイパス流路４２を介して第一軟水槽３と第二軟水槽５に供給し、アルカリ性電解水を、第二供給流路３６及び軟水槽バイパス流路４４を介して第一中和槽４と第二中和槽６に供給する。詳細は後述するが、電解槽９によって生成された酸性電解水は、第一軟水槽３と第二軟水槽５の弱酸性陽イオン交換樹脂３３の再生に使用され、電解槽９によって生成されたアルカリ性電解水は、第一中和槽４と第二中和槽６の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生に使用される。なお、電解槽９は、後述する制御部１５によって、一対の電極４１への通電状態を制御できるように構成されている。
【0033】
（（送水ポンプ））
第一送水ポンプ１１は、再生装置８による再生処理の際に、軟水槽再生循環流路３９（図３参照）に酸性電解水を流通させる機器である。第一送水ポンプ１１は、第一軟水槽３と電解槽９との間を連通接続する第一回収流路３７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１１だけで、軟水槽再生循環流路３９に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１１は、再生装置８による再生処理の際に、軟水槽再生循環流路３９（図３参照）に酸性電解水を流通させる機器である。第一送水ポンプ１１は、第一軟水槽３と電解槽９との間を連通接続する第一回収流路３７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１１だけで、軟水槽再生循環流路３９に酸性電解水を循環させやすくなるためである。
【0034】
第二送水ポンプ１２は、中和槽再生循環流路４０（図３参照）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１２は、第一中和槽４と電解槽９との間を連通接続する第二回収流路３８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１２だけで、中和槽再生循環流路４０にアルカリ性電解水を循環させやすくなるからである。
【0035】
また、第一送水ポンプ１１及び第二送水ポンプ１２は、後述する制御部１５と無線または有線により通信可能に接続されている。
【0036】
（（捕捉部））
捕捉部１０は、電解槽９と第二中和槽６とを連通接続する第二供給流路３６に設けられている。
捕捉部１０は、電解槽９と第二中和槽６とを連通接続する第二供給流路３６に設けられている。
【0037】
捕捉部１０は、電解槽９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９内において、再生処理の際に第一軟水槽３及び第二軟水槽５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９で水の電気分解が行われている間、再生処理時の第一軟水槽３と第二軟水槽５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、陰極（電極４１ｂ）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、第二供給流路３６に設けられた捕捉部１０で析出物として捕捉される。そして、硬度成分に由来する析出物を捕捉部１０で捕捉することにより、析出物が第二中和槽６に流入し、堆積することを抑制できる。したがって、再生処理の終了後に軟水化処理を再開する場合には、第二中和槽６に堆積した析出物が第一軟水槽３及び第二軟水槽５から放出された水素イオンと反応してイオン化することを原因とした、第二中和槽６から送出される軟水の硬度上昇を抑制できる。
【0038】
また、再生処理の際に、硬度成分に由来する析出物が捕捉部１０を通過したアルカリ性電解水は、第二中和槽６と第一中和槽４を流通した後、電解槽９で再度電気分解され、再度アルカリ性電解水として、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生に供される。この時、酸性電解水は、捕捉部１０を備えない場合と比較し、含有する硬度成分が減少している。つまり、捕捉部１０で析出物を捕捉することにより、酸性電解水の硬度が低下するため、第一軟水槽３と第二軟水槽５に流入する硬度成分を減少させることができ、弱酸性陽イオン交換樹脂３３の再生効率の低下を抑制できる。
【0039】
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。
【0040】
捕捉部１０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。
【0041】
捕捉部１０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。
【0042】
糸巻フィルターは、１～１５０マイクロメートルの粒子径に対応し、主にプレフィルターとして使用される。プリーツフィルター及びメンブレンフィルターは、０．０３～１００マイクロメートル程度と幅広い粒子径に対応したものが存在する。ただし、特に本発明の実施にあたっては、フィルターの閉塞の可能性を低減するために０．５マイクロメートル以上の精度のものを使用することが好ましい。また、析出物の捕捉性能を担保するために１．５マイクロメートル以下の精度のものを使用することが好ましい。捕捉部１０には後述する再生処理ではアルカリ性電解水が流れ、洗浄処理では酸性電解水が流れるため、カートリッジタイプのフィルターの材質は、酸及びアルカリに対して耐食性が高い素材（例えばポリプロピレン）が好ましい。
【0043】
ろ過層に用いられる粒状ろ材は、硬度成分を捕捉して除去することを目的としているが、粒状ろ材に吸着するような表面電位を持つ粒子、原水中のイオン等の存在状態によっては粒子径約が１～１０マイクロメートルの粒子あるいは色度も除去可能となる。粒状ろ材には、ろ過砂をはじめ、ペレット状の繊維ろ材等、除去対象物に適したろ材を用いることができる。粒状ろ材の材質は、例えば、砂、アンスラサイト、ガーネット、セラミックス、粒状活性炭、オキシ水酸化鉄、マンガン砂など、水中で沈降し、圧力で変形しにくい硬度をもつものであればよい。粒子径は、例えば０．３～５．０ミリメートル、均等係数が１．２～２．０などのものを用いるとよい。
【0044】
また、比重が異なる複数の種類のろ材を混合して使用する複層ろ過法は、ろ過を行う層としてサイズの異なる粒子を小さい粒子から順に下から積層する方法である。複層ろ過法では、比重が大きくサイズが小さい粒子と、比重が小さくサイズが大きい粒子を混合して多層構造にするのが一般的である。複層ろ過法は、単一の種類のろ材を用いるのに比べて、単位体積あたりのろ過効率が高く、一方で損失水頭が低く抑えられるなどのメリットがあるため好ましい。粒状ろ材としては、例えば、ガーネットの０．３ミリメートルと、砂の０．６リメートル、アンスラサイトの１．０ミリメートルのものを、２：１：１で混合して使用するが、濁質の粒子特性に応じて混合比率あるいは粒子径を調整することが好ましい。
【0045】
捕捉部１０は、開閉弁２２及び捕捉部排水口１４を備える。
【0046】
開閉弁２２は、捕捉部１０の下部に設けられる弁であり、捕捉部１０内の排水を制御する弁である。開閉弁２２を開放することにより、捕捉部１０内の水を捕捉部排水口１４から装置外に排出できる。
【0047】
捕捉部排水口１４は、捕捉部１０内の水を装置外に排出する開口である。捕捉部排水口１４の上流に設けられる開閉弁２２を開放することにより、捕捉部排水口１４から捕捉部内の水を装置外に排出できる。
【0048】
（開閉弁及び流路切り替えバルブ）
複数の開閉弁（開閉弁１７～開閉弁２３）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１７～開閉弁２３）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。
【0049】
複数の開閉弁（開閉弁１７、開閉弁１８、開閉弁１９、開閉弁２１、及び開閉弁２３）は、弁の開閉により、各流路への水の流通を開始あるいは停止する。
【0050】
開閉弁２０及び開閉弁２２は、後述する入替工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程の際に、開放した状態となり、再生循環水を装置外に排出する。
【0051】
複数の流路切り替えバルブ（流路切り替えバルブ２４～流路切り替えバルブ２７）は、第一軟水槽３、第二軟水槽５、第一中和槽４、及び第二中和槽６にそれぞれ設けられる。複数の流路切り替えバルブはいずれも、３つの開口を備え、１つ目の開口は水の流入及び流出が可能な流入流出口、２つ目の開口は流出口としては機能せず流入口として機能する流入口、３つ目の開口は流入口としては機能せず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、他方の流出口は「閉止」している。流路切り替えバルブ２４～２７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１７～開閉弁２３）と複数の流路切り替えバルブ（流路切り替えバルブ２４～流路切り替えバルブ２７）はそれぞれ、後述する制御部１５と無線または有線により通信可能に接続されている。
【0053】
（吸着量特定部）
後述する軟水化工程において、原水を軟水槽に通水すると、原水に含まれる硬度成分である陽イオン（例えば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン）は弱酸性陽イオン交換樹脂に吸着され、硬度成分と交換された水素イオンが水中に放出される。そのため、硬度成分を含む原水は、水素イオンを含む酸性化した軟水となる。その酸性軟水がさらに中和槽に通水されると、水素イオンが陰イオン（例えば、塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、炭酸イオン等）とともに弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着される。吸着量特定部５５は、後述する軟水化工程時に弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着する特定のイオン種の吸着量を特定する。なお、特定のイオン種とは、再生工程時に電極の劣化に影響する陰イオン（例えば、塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン）であり、本実施の形態では、代表として塩化物イオンを特定のイオン種として説明する。すなわち、吸着量特定部５５は、軟水化工程時に中和槽の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４に吸着される塩化物イオンの量を算出する。
後述する軟水化工程において、原水を軟水槽に通水すると、原水に含まれる硬度成分である陽イオン（例えば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン）は弱酸性陽イオン交換樹脂に吸着され、硬度成分と交換された水素イオンが水中に放出される。そのため、硬度成分を含む原水は、水素イオンを含む酸性化した軟水となる。その酸性軟水がさらに中和槽に通水されると、水素イオンが陰イオン（例えば、塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、炭酸イオン等）とともに弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着される。吸着量特定部５５は、後述する軟水化工程時に弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着する特定のイオン種の吸着量を特定する。なお、特定のイオン種とは、再生工程時に電極の劣化に影響する陰イオン（例えば、塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン）であり、本実施の形態では、代表として塩化物イオンを特定のイオン種として説明する。すなわち、吸着量特定部５５は、軟水化工程時に中和槽の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４に吸着される塩化物イオンの量を算出する。
【0054】
吸着量特定部５５は、第二中和槽６の下流側、且つ、取水口７の上流側に設けられ、本実施の形態１では流路３２に設けられる。
【0055】
吸着量特定部５５は、流量測定部６０と、原水水質記憶部６１と、吸着量算出部６２とを備える。図９を参照して、本発明の実施の形態１に係る吸着量特定部５５の構成と制御について説明する。図９は、実施の形態１に係る軟水化装置の吸着量特定部５５の構成を示す制御ブロック図である。
【0056】
（（流量測定部））
流量測定部６０は、第二中和槽６から流出した中性軟水の流量を測定する。流量測定部６０は、後述する吸着量算出部６２と無線又は有線により通信可能に接続される。検知した軟水の流量に関する情報は、吸着量算出部６２の入力信号として用いられる。流量測定部６０として、水流の流量を測定する検出器であれば、羽根車式や超音波式などの汎用的なものを使用することができる。
流量測定部６０は、第二中和槽６から流出した中性軟水の流量を測定する。流量測定部６０は、後述する吸着量算出部６２と無線又は有線により通信可能に接続される。検知した軟水の流量に関する情報は、吸着量算出部６２の入力信号として用いられる。流量測定部６０として、水流の流量を測定する検出器であれば、羽根車式や超音波式などの汎用的なものを使用することができる。
【0057】
（（原水水質記憶部））
原水水質記憶部６１は、軟水化装置１に流入する原水の塩化物イオン濃度を記憶する。この原水の塩化物イオン濃度として、軟水化装置１を使用する地域に応じた値やあらかじ
め測定した塩化物イオン濃度の値をインプットしてもよい。また、流入口２の下流側、すなわち流路２８に原水の塩化物イオン濃度を測定できる機器を設置し、この機器によって測定された値を原水の塩化物イオン濃度として記憶してもよい。原水水質記憶部６１は、後述する吸着量算出部６２及び制御部１５と無線又は有線により通信可能に接続される。なお、記憶した原水の塩化物イオン濃度は、吸着量算出部６２および制御部１５の入力信号として用いられる。
原水水質記憶部６１は、軟水化装置１に流入する原水の塩化物イオン濃度を記憶する。この原水の塩化物イオン濃度として、軟水化装置１を使用する地域に応じた値やあらかじ
め測定した塩化物イオン濃度の値をインプットしてもよい。また、流入口２の下流側、すなわち流路２８に原水の塩化物イオン濃度を測定できる機器を設置し、この機器によって測定された値を原水の塩化物イオン濃度として記憶してもよい。原水水質記憶部６１は、後述する吸着量算出部６２及び制御部１５と無線又は有線により通信可能に接続される。なお、記憶した原水の塩化物イオン濃度は、吸着量算出部６２および制御部１５の入力信号として用いられる。
【0058】
（（吸着量算出部）
吸着量算出部６２は、軟水化工程によって弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着された塩化物イオン量を塩化物イオン吸着量として算出する。具体的には、吸着量算出部６２は、流量測定部６０が検知した第二中和槽６から流出した中性の軟水の流量を受信するまた、吸着量算出部６２は、原水水質記憶部６１に記憶された原水の塩化物イオン濃度を受信する。そして、吸着量算出部６２は、受信した中性軟水の流量と原水の塩化物イオン濃度とに基づいて、以下の式（１）により、弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着した塩化物イオン吸着量を算出する。なお、算出した塩化物イオン吸着量は、制御部１５の入力信号として用いられる。
吸着量算出部６２は、軟水化工程によって弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着された塩化物イオン量を塩化物イオン吸着量として算出する。具体的には、吸着量算出部６２は、流量測定部６０が検知した第二中和槽６から流出した中性の軟水の流量を受信するまた、吸着量算出部６２は、原水水質記憶部６１に記憶された原水の塩化物イオン濃度を受信する。そして、吸着量算出部６２は、受信した中性軟水の流量と原水の塩化物イオン濃度とに基づいて、以下の式（１）により、弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着した塩化物イオン吸着量を算出する。なお、算出した塩化物イオン吸着量は、制御部１５の入力信号として用いられる。
【0059】
塩化物イオン吸着量（ｍоＬ）＝原水の塩化物イオン濃度（ｍоＬ／Ｌ）×塩化物イオン吸着率（％）×流量（Ｌ）……（１）
ここでの塩化物イオン吸着率は、原水の塩化物イオン濃度に対して、流量をパラメータとして、あらかじめ実験により得られる値である。詳細には、弱塩基性陰イオン交換樹脂への塩化物イオンの吸着率は、流量が高くなるほど吸着効率が低下するため、単位流量あたりの塩化物イオン吸着量は線形的に減少する。したがって、あらかじめ実験で得られたデータにより、流量と原水の塩化物イオン濃度から塩化物イオン吸着率を予測できる。例えば、塩化物イオン濃度が１ｍｍｏＬ／Ｌの原水を弱塩基性陰イオン交換樹脂に２００Ｌ通水した場合の塩化物イオン吸着率が３０％である場合、塩化物イオン吸着量は１ｍｍоＬ／Ｌ×５０％×２００Ｌ＝１００ｍｍｏＬである。 （排水口）
排水口１３は、排水流路５４の端部に設けられる開口であり、再生経路洗浄工程及び電解槽洗浄工程において装置内の水を装置外に排出する開口である。排水口１３の上流には開閉弁２０が設けられており、開閉弁２０を開放することにより、排水口１３から排水を行うことができる。
ここでの塩化物イオン吸着率は、原水の塩化物イオン濃度に対して、流量をパラメータとして、あらかじめ実験により得られる値である。詳細には、弱塩基性陰イオン交換樹脂への塩化物イオンの吸着率は、流量が高くなるほど吸着効率が低下するため、単位流量あたりの塩化物イオン吸着量は線形的に減少する。したがって、あらかじめ実験で得られたデータにより、流量と原水の塩化物イオン濃度から塩化物イオン吸着率を予測できる。例えば、塩化物イオン濃度が１ｍｍｏＬ／Ｌの原水を弱塩基性陰イオン交換樹脂に２００Ｌ通水した場合の塩化物イオン吸着率が３０％である場合、塩化物イオン吸着量は１ｍｍоＬ／Ｌ×５０％×２００Ｌ＝１００ｍｍｏＬである。 （排水口）
排水口１３は、排水流路５４の端部に設けられる開口であり、再生経路洗浄工程及び電解槽洗浄工程において装置内の水を装置外に排出する開口である。排水口１３の上流には開閉弁２０が設けられており、開閉弁２０を開放することにより、排水口１３から排水を行うことができる。
【0060】
（制御部）
制御部１５は、軟水化工程、再生工程、入替工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程の各工程の実行及び各工程間の切替えを制御する。
制御部１５は、軟水化工程、再生工程、入替工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程の各工程の実行及び各工程間の切替えを制御する。
【0061】
各工程間の切替えの制御とは、具体的には、制御部１５は、軟水化工程から再生工程への切替え、再生工程から再生流路洗浄工程への切替え、再生工程から入替工程への切替え、入替工程から再生工程への切替え、再生流路洗浄工程から電解槽洗浄工程への切替え、電解槽洗浄工程から捕捉部洗浄工程への切替え、及び捕捉部洗浄工程から軟水化工程への切替えを制御する。また、制御部１５は、開閉弁２０と開閉弁２２を制御し、入替工程、再生流路洗浄工程と、電解槽洗浄工程と、捕捉部洗浄工程の際の排水を制御する。
【0062】
また、制御部１５は、流路切り替えバルブ２４～流路切り替えバルブ２７、開閉弁１７、開閉弁１８、開閉弁１９、開閉弁２１、及び開閉弁２３を制御し、流路の切替えを実行する。
【0063】
制御部１５は、吸着量特定部５５と有線または無線にて接続され、吸着量特定部５５で算出された特定イオン吸着量及び電解槽９の電流値に基づいて、基準運転時間を算出する。制御部１５は、塩化物イオン濃度を低下させるために、再生工程の運転時間が基準運転
時間に達した場合に、電解槽９の運転を停止し、再生工程から入替工程へ切り替える。
時間に達した場合に、電解槽９の運転を停止し、再生工程から入替工程へ切り替える。
【0064】
なお、制御部１５は、基準運転時間以内に入替工程を複数回実施する場合に、塩化物イオン濃度基準値と、原水の塩化物イオン濃度と、総再生運転時間と、塩化物イオン吸着量と、基準運転時間と、に基づいて、再生工程中に実行する入替工程の実施回数と実施タイミングを決定する。そして制御部１５は、決定したタイミングで再生工程から入替工程へ切り替えることで、総再生運転時間の間に酸性電解水の塩化物イオン濃度の平均値を塩化物イオン濃度基準値以下まで低減させることができる。
【0065】
塩化物イオン濃度基準値とは、再生工程において、電解槽９の運転開始から、電解槽９の電極４１の交換が必要となる電解槽９の運転時間である電解槽交換時間の経過時までの酸性電解水の塩化物イオン濃度の平均値である。例えば、本実施の形態において、電解槽交換時間が５０００時間の場合には、塩化物イオン濃度基準値は４ｍｍｏＬ／Ｌとなる。これは、電解槽９に通水される電解水中の塩化物イオン濃度が４ｍｍｏＬ／Ｌである場合に、電解槽９を５０００時間運転したタイミングで電解槽９の交換が必要となる程度に電解槽９の電極４１が劣化することを示す。言い換えると、塩化物イオン濃度基準値は、当該塩化物イオン濃度で電解槽９の運転を行った場合に、電解槽交換時間に達したところで電解槽９の交換が必要となる塩化物イオン濃度の値である。電解槽交換時間は、電解槽９の性能によって予め定められる値である。
【0066】
【0067】
制御部１５は、水酸化物イオン生成量算出部５６と、基準運転時間算出部５７と、記憶部５８と、回数決定部５９と、を備える。
【0068】
（（水酸化物イオン生成量算出部））
水酸化物イオン生成量算出部５６は、再生工程において、単位時間に電解槽９の電気分解により生成する水酸化物イオン量を単位時間水酸化物イオン生成量として算出する。電解槽９における単位時間水酸化物イオン生成量（ｍоＬ／ｈ）は、電流値（Ａ＝Ｃ／ｓｅＣ）、ファラデー定数（Ｃ／ｍоＬ）、及び生成効率（％）により導出される。具体的には、以下の式（２）により導出される。
水酸化物イオン生成量算出部５６は、再生工程において、単位時間に電解槽９の電気分解により生成する水酸化物イオン量を単位時間水酸化物イオン生成量として算出する。電解槽９における単位時間水酸化物イオン生成量（ｍоＬ／ｈ）は、電流値（Ａ＝Ｃ／ｓｅＣ）、ファラデー定数（Ｃ／ｍоＬ）、及び生成効率（％）により導出される。具体的には、以下の式（２）により導出される。
【0069】
単位時間水酸化物イオン生成量（ｍоＬ／ｈ）＝電流値（Ａ＝Ｃ／ｓｅＣ）×生成効率（％）×３６００÷ファラデー定数（Ｃ／ｍоＬ）……（２）
なお、電流値及び生成効率は、所定の電解性能情報により設定されるため、固定値となる。算出した単位時間水酸化物イオン生成量は、後述する基準運転時間算出部５７へ出力され、基準運転時間の算出に使用される。
なお、電流値及び生成効率は、所定の電解性能情報により設定されるため、固定値となる。算出した単位時間水酸化物イオン生成量は、後述する基準運転時間算出部５７へ出力され、基準運転時間の算出に使用される。
【0070】
（（基準運転時間算出部））
基準運転時間算出部５７は、水酸化物イオン生成量算出部５６で算出された単位時間水酸化物イオン生成量と吸着量特定部５５で算出された塩化物イオン吸着量とに基づいて、再生工程開始から塩化物イオンが弱塩基性陰イオン交換樹脂３４から略全量脱離するまでの時間を基準運転時間として算出する。すなわち、基準運転時間は、電解水中の塩化物イオン量が最大値になる時間である。なお、略全量とは、吸着した塩化物イオンの１００％の量だけでなく、例えば９５％程度の場合も含む。再生工程開始から基準運転時間以上経過した場合においてそのまま再生工程を継続すると、塩化物イオン濃度が高いままの状態で電解槽９の電気分解を行うことになる。そのため、電極４１の劣化が促進される。この理由について説明する。弱塩基性陰イオン交換樹脂３４から脱離した塩化物イオンは、電解槽９での水の電気分解により、陰極側から陽極側に移動する。したがって、白金系の電
極触媒材料が用いられる陽極に対して、ＰＴ＋４ＣＬ－⇒［ＰＴＣＬ４］２－＋２ｅ－という反応が生じる。つまり、白金は塩化物イオンと反応し、溶出及び脱離が発生する。塩化物イオンの濃度が高くなるほど、白金の溶出反応が発生しやすくなるため、電極触媒が減少する。したがって、電解槽９の電解性能の劣化が進行しやすい。
基準運転時間算出部５７は、水酸化物イオン生成量算出部５６で算出された単位時間水酸化物イオン生成量と吸着量特定部５５で算出された塩化物イオン吸着量とに基づいて、再生工程開始から塩化物イオンが弱塩基性陰イオン交換樹脂３４から略全量脱離するまでの時間を基準運転時間として算出する。すなわち、基準運転時間は、電解水中の塩化物イオン量が最大値になる時間である。なお、略全量とは、吸着した塩化物イオンの１００％の量だけでなく、例えば９５％程度の場合も含む。再生工程開始から基準運転時間以上経過した場合においてそのまま再生工程を継続すると、塩化物イオン濃度が高いままの状態で電解槽９の電気分解を行うことになる。そのため、電極４１の劣化が促進される。この理由について説明する。弱塩基性陰イオン交換樹脂３４から脱離した塩化物イオンは、電解槽９での水の電気分解により、陰極側から陽極側に移動する。したがって、白金系の電
極触媒材料が用いられる陽極に対して、ＰＴ＋４ＣＬ－⇒［ＰＴＣＬ４］２－＋２ｅ－という反応が生じる。つまり、白金は塩化物イオンと反応し、溶出及び脱離が発生する。塩化物イオンの濃度が高くなるほど、白金の溶出反応が発生しやすくなるため、電極触媒が減少する。したがって、電解槽９の電解性能の劣化が進行しやすい。
【0071】
このような電解槽９の劣化を抑制するために、再生運転時間が基準運転時間に達した場合に、入替工程を実施する。入替工程では、電解槽９の運転を停止し、軟水槽内の塩化物イオン濃度が高い酸性電解水を排水し、軟水槽に原水を通水する。これにより、酸性電解水の塩化物イオン濃度を原水の塩化物イオン濃度まで低減させることができる。また、入替工程を実施することにより、基準運転時間に達した以降の再生運転においては、弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生が進行した状態であることから、弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着している塩化物イオン量が少ないため、原水の塩化物イオン濃度と略一致した濃度にて電解槽９を運転することが可能である。したがって、電解槽９の陽極の劣化を抑制できる。
【0072】
以下、基準運転時間の算出方法について説明する。再生工程時に、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４は、流入するアルカリ性電解水中の水酸化物イオンと反応し、水素イオン及び塩化物イオンが弱塩基性陰イオン交換樹脂３４から脱離する。塩化物イオンは、硫酸イオン及び硝酸イオン等の他の陰イオンと比較して弱塩基性陰イオン交換樹脂３４に対する選択性が低いため、再生工程時に、水酸化物イオンとの交換反応が生じやすい。そのため、硫酸イオン及び硝酸イオン等の他の陰イオンと比較して優先的に弱塩基性陰イオン交換樹脂３４から脱離する。したがって、塩化物イオンは、再生工程開始直後から脱離しやすい。再生工程の初期には、流入したアルカリ性電解水中の水酸化物イオンの大部分が塩化物イオンの再生に消費されるので、塩化物イオンが弱塩基性陰イオン交換樹脂３４から脱離する速度である塩化物イオンの再生効率が高い。再生工程が進行するにつれ、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４に吸着している塩化物イオン量が徐々に減少する。そのため、塩化物イオンの再生効率が低下する。したがって、塩化物イオンの再生効率は、再生開始からの経過時間によって変更する。そのため、再生工程開始からの経過時間である再生運転時間を、予め実験により算出し、基準運転時間を算出するパラメータとして取得しておく。基準運転時間は、以下の式（３）により算出できる。
【0073】
基準運転時間（ｈ）＝塩化物イオン吸着量（ｍоＬ）÷塩化物イオンの再生効率（％）÷単位時間水酸化物イオン生成量（ｍоＬ／ｈ）……（３）
（（記憶部））
記憶部５８は、回数決定部５９の計算に使用するデータを記憶し、そのデータを回数決定部５９へ送信する。具体的には、記憶部５８は、塩化物イオン濃度基準値と、原水の塩化物イオン濃度と、塩化物イオン吸着量と、総再生運転時間を記憶する。
（（記憶部））
記憶部５８は、回数決定部５９の計算に使用するデータを記憶し、そのデータを回数決定部５９へ送信する。具体的には、記憶部５８は、塩化物イオン濃度基準値と、原水の塩化物イオン濃度と、塩化物イオン吸着量と、総再生運転時間を記憶する。
【0074】
原水の塩化物イオン濃度は、吸着量特定部５５の原水水質記憶部６１から送信される。塩化物イオン吸着量は、吸着量特定部５５の吸着量算出部６２から送信される。塩化物イオン濃度基準値と、総再生運転時間は、あらかじめに記憶部５８に記憶されている。
【0075】
酸性電解水中の塩化物イオン濃度の平均値が塩化物イオン濃度基準値より大きい状態再生工程を実行し続けると、電解槽交換時間未満の時点であっても、電解槽９の劣化により、水の電気分解効率の低下及び電気分解ができなくなる恐れがある。つまり、弱酸性陽イオン交換樹脂及び弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生が完了できなくなる恐れがある。そのため、塩化物イオン濃度の平均値を塩化物イオン濃度基準値以下に保つ状態で再生工程を実行することが好ましい。上述したように、基準運転時間に達した際に実行される入替工程により、基準運転時間以降には、電解水の塩化物イオン濃度が原水の塩化物イオン濃度と略一致した状態での再生工程を継続的に実施することができる。
【0076】
しかし、再生工程開始から基準運転時間に達するまでの時間帯においては、酸性電解水中の塩化物イオン濃度が最大値まで上昇している。したがって、総再生運転時間に基づいて酸性電解水中の塩化物イオン濃度平均値を計算すると、塩化物イオン濃度平均値が塩化物イオン濃度基準値以上となる可能性がある。その場合には、基準運転時間前にも複数回入替工程を実施する必要がある。以下、複数回入替工程を実施する場合に実施回数とタイミングの算出方法について説明する。
【0077】
（（回数決定部））
回数決定部５９は、記憶部５８から受信された塩化物イオン濃度基準値と、原水の塩化物イオン濃度と、塩化物イオン吸着量と、総再生運転時間と、基準運転時間算出部５７に算出された基準運転時間とに基づいて、基準運転時間以内の時間帯に再生工程から入替工程へ切り替える回数及びタイミングを決定し、塩化物イオン濃度平均値を規定される電解槽交換時間を満たせる塩化物イオン濃度基準値以下まで低下させる。
回数決定部５９は、記憶部５８から受信された塩化物イオン濃度基準値と、原水の塩化物イオン濃度と、塩化物イオン吸着量と、総再生運転時間と、基準運転時間算出部５７に算出された基準運転時間とに基づいて、基準運転時間以内の時間帯に再生工程から入替工程へ切り替える回数及びタイミングを決定し、塩化物イオン濃度平均値を規定される電解槽交換時間を満たせる塩化物イオン濃度基準値以下まで低下させる。
【0078】
図１１を用いて、回数とタイミングの計算について説明する。図１１は、実施の形態１に係る軟水化装置の再生工程から入替工程へ切り替える回数とタイミングを決定するイメージ図である。図１１の（ａ）は、入替工程を３回実施する場合の酸性電解水中の塩化物イオン濃度変化のイメージ図である。図１１の（ｂ）は、入替回数と塩化物イオン濃度平均値との相関関係を示す図である。
【0079】
図１１の（ａ）に示すように、本実施の形態では、単位時間における塩化物イオンの弱塩基性陰イオン交換樹脂３４への脱離速度は一定であり、且つ、入替工程から次回の入替工程の時間間隔を一定である。再生工程開始から時間Ｔ１を経過すると、酸性電解水中の塩化物イオン濃度はＣ１となる。塩化物イオン濃度がＣ１となったタイミングにおいて、一回目の入替工程を実施すると、塩化物イオン濃度がＣ１から原水の塩化物イオン濃度Ｃ２まで低下する。また、時間Ｔ１を起点として時間Ｔ１と同時間が経過したタイミングである時間Ｔ２（すなわち、Ｔ１－０＝Ｔ２－Ｔ１）において、塩化物イオン濃度はＣ１＋Ｃ２まで上昇する。そして、二回目の入替工程を実施すると、塩化物イオン濃度がＣ１＋Ｃ２からＣ２まで低下する。したがって、入替工程の実施による塩化物イオン濃度の変化は図１１の（ａ）のように表示できる。図１１の（ａ）の斜線の面積と総再生運転時間に基づいて塩化物イオン濃度の平均値を算出する計算式を導出できる。
【0080】
上記により、塩化物イオン濃度平均値をＹとし、塩化物イオン吸着量をＢとし、原水の塩化物イオン濃度をＣとし、基準運転時間をＡとし、総再生運転時間をＤとし、そして、入替回数をＸとすると、塩化物イオン濃度平均値Ｙと入替回数Ｘとの関係は以下の式（４）になる。
Ｙ＝［Ｃ×（Ｄ－Ａ／Ｘ）＋（Ａ／Ｘ）×（Ｂ／Ｘ）／２×Ｘ］／Ｄ＝Ｃ＋（Ａ×Ｂ－２×Ａ×Ｂ）／（２×Ｘ×Ｄ）……（４）
すなわち、図１１の（ｂ）に示すように、塩化物イオン濃度平均値Ｙは入替回数Ｘと負の相関関係となる。入替回数Ｘが増えると、塩化物イオン濃度平均値Ｙはさらに低下するが、入替工程に必要な時間及び入替工程に要する原水の水量が増加する。したがって、塩化物イオン濃度平均値が塩化物イオン濃度基準値以下となる入替回数Ｘの最小値を、実際の入替実施回数Ｘ１とする。なお、入替工程を実施するタイミングは、Ａ×ｎ／Ｘ１（ｎ＝１，２，・・・，Ｘ１）とすることが好ましい。
Ｙ＝［Ｃ×（Ｄ－Ａ／Ｘ）＋（Ａ／Ｘ）×（Ｂ／Ｘ）／２×Ｘ］／Ｄ＝Ｃ＋（Ａ×Ｂ－２×Ａ×Ｂ）／（２×Ｘ×Ｄ）……（４）
すなわち、図１１の（ｂ）に示すように、塩化物イオン濃度平均値Ｙは入替回数Ｘと負の相関関係となる。入替回数Ｘが増えると、塩化物イオン濃度平均値Ｙはさらに低下するが、入替工程に必要な時間及び入替工程に要する原水の水量が増加する。したがって、塩化物イオン濃度平均値が塩化物イオン濃度基準値以下となる入替回数Ｘの最小値を、実際の入替実施回数Ｘ１とする。なお、入替工程を実施するタイミングは、Ａ×ｎ／Ｘ１（ｎ＝１，２，・・・，Ｘ１）とすることが好ましい。
【0081】
（流路）
流路５３は、流入口２と取水口７とを連通接続する流路であり、流路上には開閉弁１８が設けられている。流路５３により、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程のいずれか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７か
ら原水を得ることができる。
流路５３は、流入口２と取水口７とを連通接続する流路であり、流路上には開閉弁１８が設けられている。流路５３により、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程のいずれか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７か
ら原水を得ることができる。
【0082】
【0083】
軟水化流路４３（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４３を流通した原水は中性の軟水となり、取水口７から装置外に排出される。
【0084】
軟水化流路４３は、流入口２、流路２８、第一軟水槽３、流路２９、第一中和槽４、流路３０、第二軟水槽５、流路３１、第二中和槽６、流路３２、取水口７により形成される。
【0085】
流路２８は、流入口２から第一軟水槽３までを接続する流路である。つまり、流路２８は、硬度成分を含む原水を流入口２から第一軟水槽３へ導く流路である。
【0086】
流路２９は、第一軟水槽３から第一中和槽４までを接続する流路である。つまり、流路２９は、第一軟水槽３で軟水化された水を第一中和槽４に導く流路である。
【0087】
流路３０は、第一中和槽４から第二軟水槽５までを接続する流路である。つまり、流路３０は、第一中和槽４で中和された水を第二軟水槽５へ導く流路である。
【0088】
流路３１は、第二軟水槽５から第二中和槽６までを接続する流路である。つまり、流路３１は、第二軟水槽５で軟水化された水を第二中和槽６に導く流路である。
【0089】
流路３２は、第二中和槽から取水口７までを接続する流路である。つまり、流路３２は、軟水化された原水を第二中和槽６から取水口７に導く流路である。
【0090】
図２に示すように、流入口２の下流側且つ第一軟水槽３の上流側の流路２８上に開閉弁１９が設置されている。また、後述する流路５３には、開閉弁１８が設置されている。そして、開閉弁１８を閉止して、開閉弁１９を開放することにより、第一軟水槽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２４を第一軟水槽３と第一中和槽４とが連通接続するように切替え、流路切り替えバルブ２５を第二軟水槽５と第二中和槽６が連通接続するように切り替え、流路切り替えバルブ２６を第一中和槽４と第二軟水槽５が連通接続するように切り替え、流路切り替えバルブ２７を第二軟水槽５と第二中和槽６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２８、第一軟水槽３、流路２９、第一中和槽４、流路３０、第二軟水槽５、流路３１、第二中和槽６、流路３２、取水口７までを連通接続する軟水化流路４３が形成される。この時、開閉弁１７、開閉弁２０、開閉弁２１、開閉弁２３は閉止している。
【0091】
（再生循環流路）
次に、図３を参照して、軟水化装置１の再生工程の際に形成される軟水槽再生循環流路３９と中和槽再生循環流路４０について説明する。図３は、軟水化装置１の軟水槽再生循環流路３９と中和槽再生循環流路４０を示す構成図である。
次に、図３を参照して、軟水化装置１の再生工程の際に形成される軟水槽再生循環流路３９と中和槽再生循環流路４０について説明する。図３は、軟水化装置１の軟水槽再生循環流路３９と中和槽再生循環流路４０を示す構成図である。
【0092】
まず、軟水槽再生循環流路３９について説明する。
【0093】
軟水槽再生循環流路３９は、再生工程時に酸性電解水が流通することにより、第一軟水槽３及び第二軟水槽５の再生を行う流路であり、図３（白矢印）に示すように、第一送水ポンプ１１によって送出された水が、電解槽９、第二軟水槽５、及び第一軟水槽３を流通
し、電解槽９に戻って循環する流路である。
し、電解槽９に戻って循環する流路である。
【0094】
具体的には、軟水槽再生循環流路３９は、電解槽９、第二軟水槽５、第一軟水槽３、第一送水ポンプ１１を接続する第一供給流路３５、中和槽バイパス流路４２、第一回収流路３７の各流路によって構成される。
【0095】
第一供給流路３５は、電解槽９の下流側から第二軟水槽５の下流側までを連通接続する流路であり、電解槽９から第二軟水槽５へ酸性電解水を供給する流路である。
【0096】
中和槽バイパス流路４２は、第一中和槽４を迂回して第二軟水槽５の上流側から第一軟水槽３の下流側までを連通接続する流路であり、第二軟水槽５から第一軟水槽３へ酸性電解水を供給する流路である。
【0097】
第一回収流路３７は、第一軟水槽３の上流側から電解槽９までを連通接続する流路であり、第一軟水槽３と第二軟水槽５を通過した硬度成分を含む酸性電解水を電解槽９へ回収する流路である。第一回収流路３７には、第一送水ポンプ１１が設けられる。また、第一回収流路３７には、開閉弁１７が設けられる。開閉弁１７の開閉は、後述する入替工程に作用する。
【0098】
また、軟水槽再生循環流路３９は、電解槽９から送出された酸性電解水を、第一軟水槽３及び第二軟水槽５の下流側から第一軟水槽３及び第二軟水槽５に導入し、軟水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流路である。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。
【0099】
次に、中和槽再生循環流路４０について説明する。
【0100】
中和槽再生循環流路４０は、再生工程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４及び第二中和槽６の再生を行う流路であり、図３（黒矢印）に示すように、第二送水ポンプ１２によって送出された水が、電解槽９、第二中和槽６、及び第一中和槽４を流通し、電解槽９に戻って循環する流路である。
【0101】
具体的には、中和槽再生循環流路４０は、電解槽９、第二中和槽６、第一中和槽４、第二送水ポンプ１２を接続する第二供給流路３６、軟水槽バイパス流路４４、第二回収流路３８の各流路によって構成される。
【0102】
第二供給流路３６は、電解槽９の下流側から第二中和槽６の下流側までを連通接続する流路であり、電解槽９から第二中和槽６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３６には、捕捉部１０、開閉弁２１、及び開閉弁２３が設置されている。
【0103】
軟水槽バイパス流路４４は、第二軟水槽５を迂回して第二中和槽６の上流側から第一中和槽４の下流側までを連通接続する流路であり、第二中和槽６から第一中和槽４へアルカリ性電解水を供給する流路である。
【0104】
第二回収流路３８は、第一中和槽４の上流側から電解槽９までを連通接続する流路であり、第一中和槽４と第二中和槽６を通過したアルカリ性電解水を電解槽９へ回収する流路である。第二回収流路３８には、第二送水ポンプ１２が設けられる。
【0105】
【0106】
入替流路７０は、後述する入替工程の際に、第一軟水槽３及び第二軟水槽５中の塩化物イオンが高い酸性電解水を原水と入替る流路である。入替流路７０は、図４（黒矢印）に示すように、流入口２から、第一軟水槽３、第二軟水槽５、開閉弁２０、排水口１３までを連通接続する各流路によって構成される。具体的には、第二排水流路４７は、流入口２から流入した原水を、流路２８、第一軟水槽３、中和槽バイパス流路４２、第二軟水槽５、第一供給流路３５、開閉弁２０、排水口１３の順に流通させる流路である。 （再生流路洗浄流路）
次に、図４を参照して、軟水化装置１の再生流路洗浄工程の際に形成される再生流路洗浄流路４５について説明する。図４は、軟水化装置１の再生流路洗浄流路４５を示す構成図である。
次に、図４を参照して、軟水化装置１の再生流路洗浄工程の際に形成される再生流路洗浄流路４５について説明する。図４は、軟水化装置１の再生流路洗浄流路４５を示す構成図である。
【0107】
再生流路洗浄流路４５は、後述する再生流路洗浄工程の際に、流路内に残存する高硬度水を第一中和槽４及び第二中和槽６に流入させずに装置外に排出する流路である。再生流路洗浄流路４５は、第一排水流路４６及び第二排水流路４７を含んで構成される。
【0108】
第一排水流路４６は、図４（白矢印）に示すように、流入口２から、第一送水ポンプ１１、電解槽９、開閉弁２０、排水口１３を接続する各流路によって構成される。具体的には、第一排水流路４６は、流入口２から流入した原水を、流路２８、第一回収流路３７、第一送水ポンプ１１、電解槽９、排水流路５４、開閉弁２０、排水口１３の順に流通させる流路である。
【0109】
排水流路５４は、一端部で第一供給流路３５と接続する流路であり、他端部で排水口１３と接続する流路である。排水流路５４には開閉弁２０が設けられており、開閉弁２０を開放することで流路内の水を装置外に排水し、開閉弁２０を閉止することで排水口１３からの排水を停止可能である。
【0110】
また、後述する再生流路洗浄工程の際に、上記する入替流路７０は、再生流路洗浄流路の第二排水流路４７として使われている。
【0111】
第二排水流路４７を流通する水の流量は、第一排水流路を流通する水の流量よりも大きくなるよう制御されることが好ましい。これにより、軟水化工程時に使用される軟水槽を含む流路である第二排水流路内の高硬度水を優先的に原水に置換することができる。したがって、軟水化工程を開始した際の高硬度水の影響を抑制できる。
【0112】
【0113】
電解槽洗浄流路４９は、後述する電解槽洗浄工程の際に、電解槽９内及び中和槽再生循環流路４０内の硬度成分に起因する析出物を除去する流路である。電解槽洗浄流路４９は、第一排水流路４６及び第三排水流路５０を含んで構成される。
【0114】
第三排水流路５０は、図５（黒矢印）に示すように、流入口２から、第一軟水槽３、第二送水ポンプ１２、電解槽９、開閉弁２１、捕捉部１０、開閉弁２２、捕捉部排水口１４までを連通接続する各流路によって構成される。具体的には、第三排水流路５０は、流入口２から流入した原水を、流路２８、第一軟水槽３、第二回収流路３８、第二送水ポンプ１２、電解槽９、第二供給流路３６、開閉弁２１、捕捉部１０、開閉弁２２の順に流通させ、捕捉部排水口１４から装置外に排出する流路である。より具体的には、第三排水流路
５０では、流入口２から流入した原水を、流路２８を介して第一軟水槽３に流入させ、酸性軟水とする。生成した酸性軟水を、第二回収流路３８により第二送水ポンプ１２を介して、電解槽９に流入させる。その後、酸性軟水を、第二供給流路３６を介して、開閉弁２１、捕捉部１０、開閉弁２２の順に流通させ、捕捉部１０の析出物を溶解させ、捕捉部排水口１４から装置外に排出する。
５０では、流入口２から流入した原水を、流路２８を介して第一軟水槽３に流入させ、酸性軟水とする。生成した酸性軟水を、第二回収流路３８により第二送水ポンプ１２を介して、電解槽９に流入させる。その後、酸性軟水を、第二供給流路３６を介して、開閉弁２１、捕捉部１０、開閉弁２２の順に流通させ、捕捉部１０の析出物を溶解させ、捕捉部排水口１４から装置外に排出する。
【0115】
【0116】
捕捉部洗浄流路５１は、後述する捕捉部洗浄工程の際に、捕捉部１０に析出した硬度成分由来の析出物を除去する流路である。捕捉部洗浄流路５１は、第四排水流路５２を含んで構成される。
【0117】
図６に示すように、捕捉部洗浄流路５１は、流入口２から、第一軟水槽３、第一中和槽４、第二軟水槽５、第二中和槽６、捕捉部１０、捕捉部排水口１４までを連通接続する各流路によって構成される。具体的には、捕捉部洗浄流路５１は流入口２から流入した原水を、流路２８、第一軟水槽３、流路２９、第一中和槽４、流路３０、第二軟水槽５、流路３１、第二中和槽６、第二供給流路３６、開閉弁２３、捕捉部１０、開閉弁２２の順に流通させ、捕捉部排水口から装置外に排出する流路である。
【0118】
以上が軟水化装置１の構成である。
【0119】
次に、軟水化装置１の動作について説明する。
【0120】
（軟水化工程、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、及び捕捉部洗浄工程）
次に、図７を参照して、軟水化装置１の軟水化工程、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、及び捕捉部洗浄工程について説明する。図７は、軟水化装置１の動作時の状態を示す図である。
次に、図７を参照して、軟水化装置１の軟水化工程、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、及び捕捉部洗浄工程について説明する。図７は、軟水化装置１の動作時の状態を示す図である。
【0121】
軟水化工程、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、及び捕捉部洗浄工程では、制御部１５は、図７に示すように、開閉弁１７～開閉弁２３、流路切り替えバルブ２４～流路切り替えバルブ２７、電解槽９の電極４１、第一送水ポンプ１１及び第二送水ポンプ１２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。
【0122】
ここで、図７中の「ＯＮ」は、該当の開閉弁が「開放」した状態、電極４１が通電している状態、及び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４１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。
【0123】
また、図７中の「（構成要素の番号）から（構成要素の番号）へ」は、該当の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２４は、流路２８から流路２９へと送水可能となるように各流路を接続している。
【0124】
また図７中の「（構成要素の番号）へ」は、該当の流路切り替えバルブが、該当の構成要素へ送水される可能性のある方向へと流路を接続している状態を示す。この際には、流路は接続されているものの、該当の流路切り替えバルブが設けられた軟水槽あるいは中和槽への水の流出入が発生しづらい環境下にあるため、該当の流路切り替えバルブからの送
水は極めて起こりづらい。
水は極めて起こりづらい。
【0125】
【0126】
軟水化装置１では、図７に示すように、軟水化工程において、開閉弁１７及び開閉弁１８を閉止した状態で流路２８に設けた開閉弁１９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、電解槽９に流入せずに、第一軟水槽３、第一中和槽４、第二軟水槽５、及び第二中和槽６の順で流通するので、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、流路切り替えバルブ２４は流路２８から流路２９へ送水可能な接続状態、流路切り替えバルブ２５は流路２９から流路３０へ送水可能な接続状態、流路切り替えバルブ２６は流路３０から流路３１へ送水可能な接続状態、流路切り替えバルブ２７は流路３１から流路３２へ送水可能な接続状態になっている。開閉弁２０～開閉弁２３は、いずれも閉止した状態になっている。また、電解槽９の電極４１、第一送水ポンプ１１、及び第二送水ポンプ１２の動作も停止した状態である。
【0127】
具体的には、図１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２８を通って、第一軟水槽３に供給される。そして、第一軟水槽３に供給された原水は、第一軟水槽３内に備えられた弱酸性陽イオン交換樹脂３３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３３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、第一軟水槽３を流通した水を、第一中和槽４へ通水させ、中和を行う。
【0128】
軟水化された水は、第一軟水槽３に設けられた流路切り替えバルブ２４を介して流路２９を流通し、第一中和槽４へ流入する。第一中和槽４では、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４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。そのため、第一軟水槽３において軟水化した水をそのまま第二軟水槽５で軟水化する場合と比較して、第二軟水槽５での軟水化処理が進行しやすくなる。
【0129】
第一中和槽４により中和された水（中和第一軟水）は、第一中和槽４に設けられた流路切り替えバルブ２５を介して流路３０を流通し、第二軟水槽５に流入する。第二軟水槽５では、弱酸性陽イオン交換樹脂３３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。第二軟水槽５は、第一軟水槽３で除去できなかった硬度成分を、弱酸性陽イオン交換樹脂３３の有する水素イオンと交換する。つまり、第二軟水槽５に流入した水がさらに軟水化され、軟水（第二軟水）となる。
【0130】
第二軟水は、第二軟水槽５に設けられた流路切り替えバルブ２６を介して流路３１を流通し、第二中和槽６に流入する。第二中和槽６では、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４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、第二中和槽６に設けられた流路切り替え
バルブ２７を介して流路３２を流通し、取水口７から取り出すことができる。
バルブ２７を介して流路３２を流通し、取水口７から取り出すことができる。
【0131】
つまり、軟水化処理では、原水は、第一軟水槽３、第一中和槽４、第二軟水槽５、及び第二中和槽６の順に流通する。これにより、硬度成分を含む原水は、第一軟水槽３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槽３を流出し、第一中和槽４において中和され、第二軟水槽５で軟水化され、第二中和槽６において中和されるようになる。そのため、軟水槽及び中和槽をそれぞれ単体で構成する場合と比較して、軟水槽内を流通する水のｐＨの低下すなわち酸性化を抑制できるので、硬度成分と軟水槽（特に第二軟水槽５）の弱酸性陽イオン交換樹脂３３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。
【0132】
そして、軟水化装置１では、制御部１５で特定された時間帯になった場合もしくは軟水化工程が一定水量を超えた場合に軟水化工程を終了し、再生工程を実行する。
【0133】
【0134】
軟水化装置１において、弱酸性陽イオン交換樹脂３３を充填した第一軟水槽３及び第二軟水槽５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。水素イオンすべてが硬度成分と交換される前であっても、水素イオンが減少するにしたがってイオン交換反応が起こりにくくなるため、軟水化性能が低下する。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による第一軟水槽３、第二軟水槽５、第一中和槽４、及び第二中和槽６の再生処理を行う必要が生じる。
【0135】
再生工程時において、開閉弁１９、開閉弁２０、開閉弁２２を閉止して、開閉弁１７、開閉弁１８、開閉弁２１、開閉弁２３を開放し、流路切り替えバルブ２４は中和槽バイパス流路４２から第一回収流路３７へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２５は軟水槽バイパス流路４４から第二回収流路３８へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２６は第一供給流路３５から中和槽バイパス流路４２へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２７は第二供給流路３６から軟水槽バイパス流路４４へ送水可能な接続状態とする。つまり、第一軟水槽３と第二軟水槽５とが連通接続する状態、第一中和槽４と第二中和槽６とが連通接続する状態、排水口１３及び捕捉部排水口１４の排水を停止した状態とする。これにより、図３に示すように、軟水槽再生循環流路３９及び中和槽再生循環流路４０がそれぞれ形成される。
【0136】
そして、第一送水ポンプ１１及び第二送水ポンプ１２を動作させると、電解槽９内の酸性電解水及びアルカリ性電解水が軟水槽再生循環流路３９及び中和槽再生循環流路４０のそれぞれを循環する。
【0137】
また、電解槽９は、陰極に対して陽極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、陽極では水素イオンが生じ、陽極付近では酸性電解水が生成する。一方、陰極では水酸化物イオンが生じ、陰極付近ではアルカリ性電解水が生成する。
【0138】
電解槽９で生成した酸性電解水は、第一供給流路３５を流通し流路切り替えバルブ２６を介して第二軟水槽５内に送水され、内部の弱酸性陽イオン交換樹脂３３を流通する。そして、第二軟水槽５を流通した酸性電解水は、中和槽バイパス流路４２を流通し流路切り
替えバルブ２４を介して、第一軟水槽３内に送水され、内部の弱酸性陽イオン交換樹脂３３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３３に通水することで、弱酸性陽イオン交換樹脂３３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３３が再生される。
替えバルブ２４を介して、第一軟水槽３内に送水され、内部の弱酸性陽イオン交換樹脂３３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３３に通水することで、弱酸性陽イオン交換樹脂３３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３３が再生される。
【0139】
その後、第一軟水槽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３７へ流入する。すなわち、弱酸性陽イオン交換樹脂３３を流通した陽イオンを含む酸性電解水は、第一回収流路３７を介して電解槽９に回収される。
【0140】
このように、軟水槽再生循環流路３９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であり、上流側の軟水槽より硬度成分の吸着量が少ない弱酸性陽イオン交換樹脂３３を有する軟水槽である第二軟水槽５の下流側から流通させ、上流に位置しており第二軟水槽５に比べて硬度成分がより多く吸着している弱酸性陽イオン交換樹脂３３を有する第一軟水槽３の下流側へと流入させるように構成される。つまり、軟水槽再生循環流路３９は、電解槽９から送出された酸性電解水を、第二軟水槽５に流通させた後、中和槽バイパス流路４２によって第一軟水槽３へと送出し、第一軟水槽３を流通させ、第一回収流路３７を介して電解槽９へ流入させる流路である。これにより、再生工程の際には、第一軟水槽３と比べて硬度成分の吸着量が少ない第二軟水槽５に、電解槽９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槽５から第一軟水槽３へと吐出される。第二軟水槽５の弱酸性陽イオン交換樹脂３３の再生では、第一軟水槽３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、第一軟水槽３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槽３に流入し、硬度成分が第一軟水槽３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。
【0141】
一方、電解槽９の陰極付近で生成したアルカリ性電解水は、第二供給流路３６、捕捉部１０を流通し流路切り替えバルブ２７を介して第二中和槽６内に送水され、内部の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４を流通する。そして、第二中和槽６を流通したアルカリ性電解水は、軟水槽バイパス流路４４を流通し、流路切り替えバルブ２５を介して第一中和槽４内に送水され、内部の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４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３４に通水させることで、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４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３４が再生される。
【0142】
その後、第一中和槽４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３８へ流入する。すなわち、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４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３８を介して電解槽９に回収される。
【0143】
このように、中和槽再生循環流路４０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３４を有する第二中和槽６の下流側から流通させ、上流に位置しており第二中和槽６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３４を有する第一中和槽４の下流側へと流入させるように構成した。つまり、中和槽再生循環流路４０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６に流通させた後、軟水槽バイパス流路４４によって第一中和槽４へと送出し、第一中和槽４を流通させ、第二回収流路３８を介して電解槽９へ流入させる流路である。これにより、再生工程時には、第一中和槽４と比べて陰イオンの吸着量が少ない第二中和槽６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６から第一中和槽４へと吐出される。第二中和槽６の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生では、第一中和槽４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４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４に流入し、陰イオンが第一中和槽４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。
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４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４に流入し、陰イオンが第一中和槽４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。
【0144】
また、中和槽再生循環流路４０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４及び第二中和槽６の下流側から第一中和槽４及び第二中和槽６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、中和槽の再生を行う。下流側の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４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。
【0145】
そして、軟水化装置１では、制御部１５で特定された時間帯になった場合もしくは再生工程が一定時間（例えば４時間）を超えた場合に再生工程を終了し、再生流路洗浄工程を実行する。ここでの一定時間が総再生運転時間として予めに設定される。
【0146】
なお、再生工程中に利用者が軟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から流路５３を通り、取水口７から流出するため、再生工程の終了を待たずとも、原水を利用することができる。
【0147】
再生工程開始時に、制御部１５は、基準運転時間算出部５７と回数決定部５９を用いて、基準運転時間と基準運転時間時の入替工程を含む入替工程の実施回数とそれぞれの実施タイミングを算出する。再生運転時間が実施タイミングに達する際には、制御部１５は、再生工程を停止し、入替工程を実行する。
【0148】
【0149】
入替工程は、第一軟水槽３と第二軟水槽５内の塩化物イオン濃度が高い酸性電解水を排水し、原水を通水する工程である。上述する実施回数と実施タイミングで入替工程を実施すると、酸性電解水の塩化物イオン濃度の平均値を塩化物イオン濃度基準値まで低下させることで、電解槽９の電極の劣化を抑制できる。
【0150】
入替工程時において、開閉弁１７及び開閉弁２１～開閉弁２３を閉止して、開閉弁１８～開閉弁２０を開放し、流路切り替えバルブ２４は流路２８から中和槽バイパス流路４２へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２５は軟水槽バイパス流路４４へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２６は中和槽バイパス流路４２から第一供給流路３５へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２７は第二供給流路３６へ送水可能な接続状態とする。つまり、第一軟水槽３と第二軟水槽５とが連通接続する状態、第二軟水槽５と排水口１３とが連通接続する状態とする。これにより、図４に示すように、入替流路７０が形成される。なお、開閉弁１７の閉止により、流路２８と第一回収流路３７との接続を断つ。なお、この時、電極４１、第一送水ポンプ１１、及び第二送水ポンプ１２の動作は停止している。
【0151】
入替工程において、具体的には、開閉弁１９を開放し、開閉弁１７を閉止することにより、外部から原水が第一回収流路３７に流入せずに、入替流路７０に流入する。
【0152】
入替流路７０では、流入した原水の圧力により、流路２８、第一軟水槽３、中和槽バイパス流路４２、第二軟水槽５、第一供給流路３５内の高塩化物イオン濃度の酸性電解水が押し流され、排水流路５４へと流入する。排水流路５４へ流入した高塩化物イオン濃度の酸性電解水は、排水口１３から装置外に排出される。したがって、再生工程時に電解槽９の電極４１の劣化に影響する塩化物イオン濃度を原水の塩化物イオン濃度まで低減できる。したがって、高塩化物イオン濃度とする電解槽９の電極４１ａの劣化を抑制できる。また、入替流路７０のように高塩化物イオン濃度を含有する酸性電解水である第一軟水槽３、第二軟水槽５、第一供給流路３５内のみに原水を流通し、中和槽及び電解槽９への流通を抑制しつつ原水に置換可能であるため、無駄な排水を防ぐことができ、入替工程に要する水量を抑制できる。
【0153】
そして、軟水化装置１では、制御部１５で特定された時間帯になった場合、もしくは入替工程が一定時間（例えば１０分）を超えた場合、あるいは入替工程での通水量が一定値（例えば、入替流路７０の容量の１．５倍）を超えた場合に入替工程を終了し、再生工程へ切り替える。
【0154】
なお、入替工程中に利用者が軟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から流路５３を通り、取水口７から流出するため、入替工程の終了を待たずとも、原水を利用することができる。
【0155】
【0156】
軟水化装置１において、再生工程中には、第一軟水槽３及び第二軟水槽５から硬度成分が酸性電解水中に放出され、酸性電解水は軟水槽再生循環流路３９から排出されることなく流路内を循環する。したがって、再生工程終了後の軟水槽再生循環流路３９内には、第一軟水槽３及び第二軟水槽５から放出された硬度成分を含む高硬度水で満たされている。この高硬度水の硬度は、原水の硬度（例えば４５０ｐｐｍ）よりも著しく高くなっており、例えば２０００ｐｐｍ程度まで上昇する場合がある。この高硬度水が軟水化装置１内に残存した状態で軟水化工程に移行すると、取水口７からは高硬度水もしくは原水と高硬度水の混合水が排出される。したがって、軟水化装置１の利用者は、再生工程終了後に軟水化工程を実行した場合には、軟水化工程開始直後には軟水を得られないどころか原水よりも硬度の高い水を得ることになるという問題が生じる。また、高硬度水が第一軟水槽３及び第二軟水槽５内の弱酸性陽イオン交換樹脂３３を流通することになり、再生工程で子吸着した硬度成分を水素イオンと置換して再生を行ったにもかかわらず、再度硬度成分を含む水が流通するため、せっかく行った再生処理により充填された水素イオンと硬度成分とが交換反応を起こし、弱酸性陽イオン交換樹脂３３に再度硬度成分が吸着する。したがって、原水の軟水化に利用可能な水素イオンが減少し、軟水化性能が低下してしまう。これらの問題を解決するために、軟水槽再生循環流路３９内の高硬度水を排水する再生流路洗浄工程を行う。
【0157】
再生流路洗浄工程時において、開閉弁２１～開閉弁２３を閉止して、開閉弁１８～開閉弁２０を開放し、流路切り替えバルブ２４は流路２８から中和槽バイパス流路４２へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２５は軟水槽バイパス流路４４へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２６は中和槽バイパス流路４２から第一供給流路３５へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２７は第二供給流路３６へ送水可能な接続
状態とする。つまり、第一軟水槽３と第二軟水槽５とが連通接続する状態、第二軟水槽５と排水口１３とが連通接続する状態、電解槽９と排水口１３とが連通接続する状態、及び捕捉部排水口１４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、第一排水流路４６及び第二排水流路４７がそれぞれ形成される。なお、この時、電極４１、第一送水ポンプ１１、及び第二送水ポンプ１２の動作は停止している。
状態とする。つまり、第一軟水槽３と第二軟水槽５とが連通接続する状態、第二軟水槽５と排水口１３とが連通接続する状態、電解槽９と排水口１３とが連通接続する状態、及び捕捉部排水口１４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、第一排水流路４６及び第二排水流路４７がそれぞれ形成される。なお、この時、電極４１、第一送水ポンプ１１、及び第二送水ポンプ１２の動作は停止している。
【0158】
再生流路洗浄工程において、具体的には、開閉弁１９を開放することにより、外部から原水が第一排水流路４６及び第二排水流路４７に流入する。
【0159】
第一排水流路４６では、流入した原水の圧力により、流路２８、第一回収流路３７、第一送水ポンプ１１、電解槽９、第一供給流路３５内の高硬度水が押し流され、排水流路５４へと流入する。排水流路５４へ流入した高硬度水は、排水口１３から装置外に排出される。
【0160】
第二排水流路４７では、流入した原水の圧力により、流路２８、第一軟水槽３、中和槽バイパス流路４２、第二軟水槽５、第一供給流路３５内の高硬度水が押し流され、排水流路５４へと流入する。排水流路５４へ流入した高硬度水は、排水口１３から装置外に排出される。
【0161】
このようにして、再生流路洗浄工程により、再生工程後の主な高硬度水の残留箇所である第一排水流路４６及び第二排水流路４７内の高硬度水を、中和槽への流通を抑制しつつ原水に置換可能である。したがって、再生流路洗浄工程において、中和槽内の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４への水素イオンの吸着を抑制可能なため、充填された水酸化物イオンの消費を抑制でき、中和性能を保つことができる。したがって、高硬度水を原因とする軟水化性能の低下を抑制できる。
【0162】
なお、制御部１５は、第二排水流路４７を流通する原水の流量が第一排水流路４６を流通する原水の流量よりも大きくなるように、各流路に原水を供給する。
【0163】
これにより、軟水化工程時に使用される軟水槽を含む流路であり、流路内の高硬度水の排水が必須な流路である第二排水流路４７内の高硬度水を優先的に原水に置換することができる。したがって、軟水化工程を開始した際の高硬度水を原因とする軟水化性能の低下を抑制できる。また、軟水化工程時には利用しない流路であり、高硬度水が残存していても軟水化工程への影響が少ない流路である第一排水流路４６からの排水量を低減できるため、無駄な排水を防ぐことができ、再生流路洗浄工程に要する水量を抑制できる。
【0164】
また、これにより、高硬度水は中和槽を含まない流路によって装置外へ排水される。つまり、軟水槽再生流路に貯留した高硬度水中の硬度成分を中和槽内の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４への吸着を抑制して排水することができるため、再生工程の際に発生する高硬度水に起因して生じる軟水化性能の低下を防ぎ、軟水化性能を維持できる。
【0165】
そして、軟水化装置１では、制御部１５で特定された時間帯になった場合、もしくは再生流路洗浄工程が一定時間（例えば１分）を超えた場合、あるいは再生流路洗浄工程での通水量が一定値を超えた場合に再生流路洗浄工程を終了し、電解槽洗浄工程を実行する。
【0166】
なお、再生流路洗浄工程中に利用者が軟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から流路５３を通り、取水口７から流出するため、再生流路洗浄工程の終了を待たずとも、原水を利用することができる。
【0167】
【0168】
再生工程において、電解槽９が動作していると、陰極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。陰極へ析出した析出物は不導体であるため、電解槽９の運転電圧を上昇させ、再生工程時の消費電力を上昇させてしまう。そこで、陰極に析出した析出物を除去する電解槽洗浄工程を行う必要がある。
【0169】
電解槽洗浄工程において、開閉弁１８～開閉弁２２を開放し、開閉弁２３を閉止する。また、流路切り替えバルブ２４は流路２８から流路２９へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２５は軟水槽バイパス流路４４へと送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２６は第一供給流路３５へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２７は第二供給流路３６へ送水可能な接続状態とする。つまり、第一軟水槽３と電解槽９とが連通接続する状態、電解槽９と排水口１３とが連通接続する状態、電解槽９と捕捉部排水口１４とが連通接続する状態とする。これにより、図５に示すように、第一排水流路４６及び第三排水流路５０がそれぞれ形成される。
【0170】
電解槽洗浄工程において、具体的には、開閉弁１９を開放することにより、外部から原水が第一排水流路４６及び第三排水流路５０に流入する。
【0171】
第一排水流路４６では、流入した原水は、流路２８、第一回収流路３７、第一送水ポンプ１１を流通し、電解槽９に流入する。
【0172】
一方、第三排水流路５０では、流入した原水は、流路２８、第一軟水槽３、第二回収流路３８、第二送水ポンプ１２を流通し、電解槽９に流入する。
【0173】
電解槽洗浄工程では、制御部１５は、陽極に対して陰極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原水を電気分解し、陽極付近ではアルカリ性電解水を生成し、陰極付近では酸性電解水を生成する。
【0174】
この際、陰極で生成された酸性電解水により、陰極に析出した析出物を溶解させることができる。したがって、電極４１表面への析出物の付着を原因とした電解性能の低下を抑制できる。
【0175】
陽極で生成されたアルカリ性電解水は、第一供給流路３５を流通して排水流路５４に流入し、排水口１３から装置外に排出される。
【0176】
一方、陰極で生成された酸性電解水は、陰極に析出した析出物を溶解し、第二供給流路３６を流通して捕捉部１０に流入する。捕捉部１０に流入した酸性電解水は、捕捉部１０に捕捉された析出物を溶解させることができ、捕捉部１０を予備的に洗浄できる。したがって、次の工程である捕捉部洗浄工程に要する時間を短縮することができる。そして酸性電解水は、捕捉部１０の下部に設けられた捕捉部排水口１４から装置外に排出される。
【0177】
つまり、電解槽洗浄工程では、電解槽９内の析出物の除去と捕捉部１０内の析出物の除去を同時に行うことができ、再生工程終了から軟水化工程開始までに要する時間を短縮することができる。
【0178】
そして、軟水化装置１では、制御部１５で特定された時間帯になった場合もしくは電解
槽洗浄工程が一定時間（例えば５分）を超えた場合に電解槽洗浄工程を終了し、捕捉部洗浄工程を実行する。
槽洗浄工程が一定時間（例えば５分）を超えた場合に電解槽洗浄工程を終了し、捕捉部洗浄工程を実行する。
【0179】
なお、第三排水流路５０において、原水が第一軟水槽３を通過するため、酸性になった水が捕捉部１０を通過する。そのため、捕捉部１０が酸性下になり、捕捉部１０に捕捉された析出物が酸性水により溶解する。したがって、捕捉部１０を予備的に洗浄できるため、次の工程である捕捉部洗浄工程に要する時間を短縮することができる。つまり、電解槽９内の析出物の除去と捕捉部１０内の析出物の除去を同時に行うことができ、再生工程終了から軟水化工程開始までに要する時間を短縮することができる。
【0180】
なお、電解槽洗浄工程中に利用者が軟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から流路５３を通り、取水口７から流出するため、電解槽洗浄工程の終了を待たずとも、原水を利用することができる。
【0181】
【0182】
再生工程において、電解槽９には第一軟水槽３及び第二軟水槽５から放出された硬度成分を含む高硬度水が流入する。硬度成分は、電気分解の際に陰極側へと移動し、陰極で生成される水酸化物イオンと反応し、析出物となる。析出した析出物の一部は、電解槽９から放出されるアルカリ性電解水に含まれ、第二供給流路３６を流通し、捕捉部１０によって捕捉される。したがって、再生工程中の捕捉部１０には、析出物が徐々に堆積するため、捕捉部１０を原因とした圧力損失が徐々に増大し、中和槽再生循環流路４０を流通するアルカリ性電解水の流量が徐々に低下する。したがって、析出物を放置すると、第一中和槽４及び第二中和槽６の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生に要する時間が延び、最終的には弱塩基性陰イオン交換樹脂３４への水酸化物イオンの充填が完了しなくなる恐れがある。そのため、捕捉部１０に捕捉あるいは析出した析出物を除去する捕捉部洗浄工程を行う必要がある。
【0183】
捕捉部洗浄工程において、開閉弁１８、開閉弁１９、開閉弁２２、及び開閉弁２３を開放し、開閉弁２０及び開閉弁２１を閉止する。また、流路切り替えバルブ２４は流路２８から流路２９へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２５は流路２９から流路３０へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２６は流路３０から流路３１へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２７は流路３１から第二供給流路３６へ送水可能な接続状態とする。つまり、第一軟水槽３と第一中和槽４とが連通接続する状態、第一中和槽４と第二軟水槽５とが連通接続する状態、第二軟水槽５と第二中和槽６とが連通接続する状態、第二中和槽６と捕捉部排水口１４とが連通接続する状態とする。これにより、図６に示すように、第四排水流路５２が形成される。
【0184】
捕捉部洗浄工程において、具体的には、開閉弁１９を開放することにより、外部から原水が流路２８に流入する。流入した原水は、流路２８、第一軟水槽３、流路２９、第一中和槽４、流路３０、第二軟水槽５、流路３１、第二中和槽６、第二供給流路３６を流通し、捕捉部１０に流入する。
【0185】
捕捉部１０では、再生工程の通水方向とは反対側から中性軟水が流入する。つまり、流入した中性軟水により、捕捉部１０の逆洗浄が行われる。この時、電解槽洗浄工程によって捕捉部１０に捕捉あるいは析出した析出物の一部が予め溶解しているため、中性軟水による捕捉部１０の洗浄を容易に行うことができる。析出物を含む中性軟水は、捕捉部１０の下部に設けられた捕捉部排水口１４から装置外に排出される。
【0186】
このようにして、捕捉部１０を逆洗浄することができるため、捕捉部１０に残留する析出物を除去できる。したがって、捕捉部１０の閉塞を抑制でき、再び再生工程を行う際に、捕捉部１０に起因する圧力損失を低減できる。その結果、捕捉部１０を含む再生流路である中和槽再生循環流路４０の流量低減を抑制でき、アルカリ性電解水の流量を担保できるため、再生性能を確保できる。
【0187】
そして、軟水化装置１では、制御部１５で特定された時間帯になった場合もしくは捕捉部洗浄工程が一定時間（例えば５分）を超えた場合に捕捉部洗浄工程を終了し、軟水化工程を実行する。
【0188】
なお、流入口２から第二中和槽６までの流路は、軟水化工程時の流路と同様の流路である。つまり、第四排水流路５２を使用することにより、軟水化工程における最後段の中和槽である第二中和槽６は軟水化された水で充填された状態となる。したがって、第四排水流路５２を用いて捕捉部洗浄工程を行った後に軟水化工程を行うことにより、軟水化装置１の利用者は、軟水化工程開始直後から軟水化処理され硬度の低減した軟水を取水口７から得ることができる。
【0189】
なお、捕捉部洗浄工程中に利用者が軟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から流路５３を通り、取水口７から流出するため、捕捉部洗浄工程の終了を待たずとも、原水を利用することができる。
【0190】
以上のようにして、軟水化装置１では、軟水化工程、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程がこの順で繰り返し実行される。軟水化工程の直前に捕捉部洗浄工程を実施することで、軟水化工程における最後段の中和槽は、軟水化された水で充填された状態になる。したがって、軟水化装置１の利用者が蛇口を開けた際に、取水口７からの高硬度水の排出を抑制でき、軟水化工程開始直後から硬度の安定した軟水を提供することができる。
【0191】
また、再生流路洗浄工程を行ってから電解槽洗浄工程を行うことにより、電解槽洗浄工程での転極時には、高硬度水が既に装置外に排水されており、高硬度水を電解する可能性を抑制できる。したがって、硬度の高い水の電解を抑制でき、転極時にアルカリ性電解水が送水される流路における多量のスケール発生を抑制できる。
【0192】
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。
【0193】
（１）軟水化装置１は、軟水化工程にて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を弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、原水の塩化物イオン濃度と軟水槽に通水された原水の水量とから軟水槽への塩化物イオン吸着量を特定する吸着量特定部５５と、再生工程に用いる電解水を生成する電解槽９と、吸着量特定部５５の特定した塩化物イオン吸着量と電解槽９の電流値から算出する基準運転時間とに基づいて再生工程の実行を制御する制御部１５とを備え、制御部１５は、再生工程の運転時間が基準運転時間に達した場合に、電解槽９の運転を停止し、軟水槽内の酸性電解水を排水し原水を通水する入替工程を実施する。こうした構成によれば、再生工程時に電解槽９の電極４１ａの劣化に影響する塩化物イオン濃度を原水の塩化物イオン濃度まで低減できる。したがって、基準運転時間以後の再生工程の運転においては、触媒劣化を抑制し、電解槽９の寿命を延ばす軟水化装置とすることができる。
【0194】
（２）軟水化装置１は、基準運転時間内に入替工程を複数回実施する場合に、制御部１５は、塩化物イオン濃度基準値と、原水の塩化物イオン濃度と、塩化物イオン吸着量と、基準運転時間と、総再生運転時間とに基づいて、再生工程中に実行する入替工程の実施回数を決定する回数決定部５９を備え、回数決定部５９が決定した実施回数に基づいて、入替工程から次回の入替工程までの時間が均等になるように入替工程を実施することで、酸性電解水中の塩化物イオン濃度の平均値を塩化物イオン濃度基準値以下とする。こうした構成によれば、総再生運転時間においても、塩化物イオン濃度基準値での再生工程を実現できる。したがって、触媒劣化をさらに抑制し、長期間にわたって電解性能を維持可能な電解槽を有する軟水化装置とすることができる。
【0195】
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。
【0196】
本実施の形態１に係る軟水化装置１では、再生工程終了後に、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程の順に実行するようにしたが、これに限らない。例えば、電解槽洗浄工程を行ってから再生流路洗浄工程を行ってもよく、軟水化工程の前工程に捕捉部洗浄工程が実行されればよい。このような順番で装置内の洗浄を行っても、電解槽９及び捕捉部の析出物を除去でき、軟水化工程直前の第二中和槽６内に軟水を充填することができる。
【0197】
本実施の形態１に係る軟水化装置１では、入替工程から次回の入替工程までの時間が均等になるように入替工程を実施するようにしたが、これに限らない。例えば、実際の実験データに基づいて、塩化物イオンの再生効率が高い場合、つまり単位時間に脱着する塩化物イオン量が多い場合に、入替工程から次回の入替工程までの時間が、他の入替工程から当該他の入替工程の次回の入替工程までの時間より短くなるように入替工程を行ってもよい。
【0198】
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】
【0199】
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）に適用することが可能である。
【符号の説明】
【0200】
１ 軟水化装置
２ 流入口
３ 第一軟水槽
４ 第一中和槽
５ 第二軟水槽
６ 第二中和槽
７ 取水口
８ 再生装置
９ 電解槽
１０ 捕捉部
１１ 第一送水ポンプ
１２ 第二送水ポンプ
１３ 排水口
１４ 捕捉部排水口
１５ 制御部
１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３ 開閉弁
２４、２５、２６、２７ 流路切り替えバルブ
２８、２９、３０、３１、３２ 流路
３３ 弱酸性陽イオン交換樹脂
３４ 弱塩基性陰イオン交換樹脂
３５ 第一供給流路
３６ 第二供給流路
３７ 第一回収流路
３８ 第二回収流路
３９ 軟水槽再生循環流路
４０ 中和槽再生循環流路
４１ 電極
４１ａ 電極
４１ｂ 電極
４２ 中和槽バイパス流路
４３ 軟水化流路
４４ 軟水槽バイパス流路
４５ 再生流路洗浄流路
４６ 第一排水流路
４７ 第二排水流路
４９ 電解槽洗浄流路
５０ 第三排水流路
５１ 捕捉部洗浄流路
５２ 第四排水流路
５３ 流路
５４ 排水流路
５５ 吸着量特定部
５６ 水酸化物イオン生成量算出部
５７ 基準運転時間算出部
５８ 記憶部
５９ 回数決定部
６０ 流量測定部
６１ 原水水質記憶部
６２ 吸着量算出部
７０ 入替流路
２ 流入口
３ 第一軟水槽
４ 第一中和槽
５ 第二軟水槽
６ 第二中和槽
７ 取水口
８ 再生装置
９ 電解槽
１０ 捕捉部
１１ 第一送水ポンプ
１２ 第二送水ポンプ
１３ 排水口
１４ 捕捉部排水口
１５ 制御部
１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３ 開閉弁
２４、２５、２６、２７ 流路切り替えバルブ
２８、２９、３０、３１、３２ 流路
３３ 弱酸性陽イオン交換樹脂
３４ 弱塩基性陰イオン交換樹脂
３５ 第一供給流路
３６ 第二供給流路
３７ 第一回収流路
３８ 第二回収流路
３９ 軟水槽再生循環流路
４０ 中和槽再生循環流路
４１ 電極
４１ａ 電極
４１ｂ 電極
４２ 中和槽バイパス流路
４３ 軟水化流路
４４ 軟水槽バイパス流路
４５ 再生流路洗浄流路
４６ 第一排水流路
４７ 第二排水流路
４９ 電解槽洗浄流路
５０ 第三排水流路
５１ 捕捉部洗浄流路
５２ 第四排水流路
５３ 流路
５４ 排水流路
５５ 吸着量特定部
５６ 水酸化物イオン生成量算出部
５７ 基準運転時間算出部
５８ 記憶部
５９ 回数決定部
６０ 流量測定部
６１ 原水水質記憶部
６２ 吸着量算出部
７０ 入替流路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
