CN104520001B - 离子交换体和具备其的水处理装置、以及供热水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够高效进行离子吸附的离子交换体。其具备混合粘合颗粒(5)和阳离子交换树脂颗粒(4)且形成为片状的多孔的阳离子交换体(2)、和混合粘合颗粒(7)和阴离子交换树脂颗粒(6)且形成为片状的多孔阴离子交换体(3)，阳离子交换体(2)和阴离子交换体(3)被相互粘接而形成界面，并且阴离子交换体(3)的容量构成为大于阳离子交换体(2)的容量，因此，形成多孔离子交换体(1)使离子的吸附能力增大，并且使阴离子交换体(3)的容量大于阳离子交换体(2)的容量，确保相对于离子的吸附能力的离子交换体的再生能力，能够高效地进行离子的吸附和再生处理。

Description

离子交换体和具备其的水处理装置、以及供热水装置

技术领域

本发明涉及进行液体中所含的杂质的分离、除去的离子交换体和使用其的水处理装置。

背景技术

以往，作为该种离子交换体，有使用将离子交换树脂和热塑性树脂烧结而形成的烧结体的情况(例如，参照专利文献1)。

专利文献1所公开的离子交换体是在热塑性树脂的多孔基体中，使离子交换树脂颗粒以存在于其间的方式烧结结合而形成的，因此，在烧结体中填充的离子交换树脂的量越多，离子交换容量就越大。

另外，作为这样的利用烧结结合的离子交换体的制造方法，已知有通过接枝聚合使官能团结合的方法(例如，参照专利文献2)。

在专利文献2所公开的离子交换体的制造方法中，在聚烯烃树脂颗粒的烧结体表面形成由接枝聚合链构成的交联体层，接着，使离子交换基、螯合基等官能团与接枝聚合链结合，由此，抑制杂质的溶出。

另外，已知有如下方法：作为通过离子交换体除去液体中的硬度成分而得到软水、进而自动地进行该离子交换体再生处理的水处理装置，使用具有峰和谷在表面被交替配置的纹理结构的纹理膜作为阳离子交换层和阴离子交换层，通过使用将它们叠层得到的离子交换体，除去水中的硬度成分(例如，参照专利文献3)。

图10是表示专利文献3所公开的纹理膜和电化学单元的概略结构的示意图。

如图10所示，专利文献3所公开的纹理膜105具有阳离子交换层101和与阳离子交换层101相邻的阴离子交换层102，且在表面具有峰103和谷104被交替隔开间隔配置的纹理结构。通过形成于该纹理膜105的峰103和谷104，膜的表面积增大，因此，在向纹理膜105供给包含硬度成分的水时，能够使硬度成分的吸附速度增大。

另外，专利文献3中，公开了在纹理膜105的两侧配置有电极107、电极108的电化学单元。在专利文献3所公开的电化学单元中，在水的存在下，对两极施加电压，由此，水在阳离子交换层101和阴离子交换层102的界面109发生解离，生成H+和OH-。通过该H+和OH-与吸附于阳离子交换层101和阴离子交换层102的阳离子和阴离子置换，能够将阳离子交换层101和阴离子交换层102再生，能够反复使用离子交换体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7－204429号公报

专利文献2：日本特开2009－235417号公报

专利文献3：日本特表2008－507406号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在专利文献1和专利文献2的构成中，在进行水的硬度成分的吸附和除去的情况下，如果吸附于离子交换树脂的硬度成分达到饱和状态，就不能除去硬度成分，因此需要使用食盐或酸等药剂，将离子交换树脂再生。

另外，在专利文献3的构成中，通过利用配置于离子交换体两侧的电极，对附着了硬度成分的离子交换体施加电压，从而进行离子交换体的再生。但是，对于大量的水，如果反复进行离子吸附和离子交换体的再生，离子交换体的再生能力、即吸附于离子交换体的离子的脱离量就会逐渐减小，由此，就存在离子交换体的离子吸附量减少的问题。

本发明是解决上述问题的发明，其目的在于提供抑制因离子交换体的再生能力减退造成的离子吸附能力的减退、能够高效进行离子吸附和再生处理的离子交换体，具备该离子交换体的水处理装置以及具备该水处理装置的供热水装置。

用于解决课题的方法

为了解决上述问题，本发明的离子交换体，其特征在于，具备形成为片状的多孔的阳离子交换体和形成为片状的多孔的阴离子交换体，该阳离子交换体具有粘合颗粒和阳离子交换树脂的颗粒，该阴离子交换体具有粘合颗粒和阴离子交换树脂的颗粒，上述阳离子交换体和上述阴离子交换体被相互粘接而形成界面，并且上述阴离子交换体的容量大于上述阳离子交换体的容量。

由此，形成多孔的离子交换体使离子的吸附能力增大，并且使阴离子交换体的容量大于阳离子交换体的容量，确保相对于离子的吸附能力的离子交换体的再生能力，因此，能够抑制离子交换体的再生能力的减退。

发明的效果

根据本发明，能够提供能够高效进行离子吸附和再生处理的离子交换体。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的离子交换体的概略结构的剖面图。

图2是该离子交换体的主要部分放大图。

图3是表示随着该离子交换体中的离子交换容量比进行变化的再生率和离子吸附量的曲线图。

图4是表示本发明的实施方式2的离子交换体的概略结构的剖面图。

图5(a)是表示本发明的实施方式3的离子交换体的概略结构的剖面图，(b)是表示该离子交换体的二层组合体的概略结构的俯视图。

图6是表示本发明的实施方式4的水处理装置的内部结构的剖面图。

图7(a)是表示本发明的实施方式5的水处理装置的俯视图，(b)是表示该水处理装置的内部结构的剖面图。

图8是表示本发明的实施方式6的供热水装置的概略结构图。

图9是表示本发明的实施方式7的供热水装置的概略结构图。

图10是表示现有的离子交换体和水处理装置的概略结构的示意图。

具体实施方式

第一发明为一种离子交换体，其特征在于，具备具有粘合颗粒和阳离子交换树脂颗粒且被形成为片状的多孔的阳离子交换体、和具有粘合颗粒和阴离子交换树脂颗粒且被形成为片状的多孔的阴离子交换体，上述阳离子交换体和上述阴离子交换体被相互粘接而形成界面，并且上述阴离子交换体的容量大于上述阳离子交换体的容量。

由此，能够用多孔的阳离子交换体吸附硬度成分，除去硬度成分，并且用极性不同的多孔的阴离子交换体也吸附除去阴离子。另外，因为离子交换体由离子交换树脂的微粒构成而成为多孔形状，所以表面积大。因此，即使对大流量的液体，也能够使硬度成分的吸附速度和吸附能力增大。此外，因为具有容量比阳离子交换体大的阴离子交换体，所以能够确保相对于离子吸附能力的离子交换体的再生能力，抑制离子交换体的再生能力的减退，能够高效进行离子的吸附和离子交换体的再生。

第二发明，其特征在于，特别在第一发明中，上述阳离子交换体具有与上述阴离子交换体粘接而形成上述界面的第一阳离子交换体、和叠层于上述第一阳离子交换体的与上述界面相反一侧的面的第二阳离子交换体，上述阴离子交换体具有与上述阳离子交换体粘接而形成上述界面的第一阴离子交换体、和叠层于上述第一阴离子交换体的与上述界面相反一侧的面的第二阴离子交换体，上述第二阳离子交换体的容量大于上述第一阳离子交换体的容量，上述第二阴离子交换体的容量大于上述第一阴离子交换体的容量。

由此，主要提高离子交换体的再生能力所需要的形成阳离子交换体和阴离子交换体的界面的部位、和提高离子的吸附能力所需要的部位就被分开形成。因此，能够较薄地构成具有提高离子交换体再生能力所需要的界面的第一阳离子交换体和第一阴离子交换体的二层组合体，使强度增大。另外，使第二阳离子交换体和第二阴离子交换体的容量比第一阳离子交换体和第一阴离子交换体的容量相对地增大，能够使离子的吸附能力提高。

第三发明，其特征在于，特别在第二发明中，上述第一阳离子交换体所含的上述阳离子交换树脂的粒径小于上述第二阳离子交换体所含的上述阳离子交换树脂的粒径，上述第一阴离子交换体所含的上述阴离子交换树脂的粒径小于上述第二阴离子交换体所含的上述阴离子交换树脂的粒径。

由此，因为主要有助于提高离子吸附能力的第二阳离子交换体和第二阴离子交换体所含的离子交换树脂的粒径比第一阳离子交换体和第一阴离子交换体所含的离子交换树脂的粒径相对变大，所以，多孔的空间分别变大。因此，能够减小第二阳离子交换体和第二阴离子交换体中的通水阻力。其结果，遍及离子交换体整体供给水，水和离子交换树脂的颗粒变得容易接触，离子吸附的效率、即每单位时间的离子交换体的离子吸附量提高。另外，主要有助于提高离子交换体的再生能力的第一阳离子交换体和第一阴离子交换体所含的离子交换树脂的粒径比第二阳离子交换体和第二阴离子交换体所含的离子交换树脂的粒径相对变小。因此，在形成于第一阳离子交换体和第一阴离子交换体之间的界面，第一阳离子交换体和第一阴离子交换体接触的面积增大，能够使离子交换体的再生能力提高。

第四发明，其特征在于，特别在第二或第三发明中，上述第一阳离子交换体所含的上述粘合颗粒的混合比例在上述第二阳离子交换体所含的粘合颗粒的混合比例以上，上述第一阴离子交换体所含的上述粘合颗粒的混合比例在上述第二阴离子交换体所含的上述粘合颗粒的混合比例以上。

由此，主要有助于提高离子吸附能力的第二阳离子交换体和第二阴离子交换体所含的粘合颗粒的含量比第一阳离子交换体和第一阴离子交换体所含的粘合颗粒的含量相对变小，另一方面，能够使离子交换树脂的容量增大，因此，离子的吸附能力增大。另外，主要有助于提高离子交换体再生能力的第一阳离子交换体和第一阴离子交换体所含的粘合颗粒的量比第二阳离子交换体和第二阴离子交换体所含的粘合颗粒的含量相对变大，牢固地构成形成于第一阳离子交换体和第一阴离子交换体之间的界面，能够使离子交换体再生处理时的再生效率提高。

第五发明，其特征在于，特别在第二至第四的任意一个发明中，上述第二阴离子交换体的容量大于上述第二阳离子交换体的容量。

由此，使第二阴离子交换体的容量大于第二阳离子交换体的容量，能够确保相对于离子吸附能力的离子交换体的再生能力。因此，能够抑制离子交换体再生能力的减退，高效地进行离子的吸附和离子交换体的再生。

第六发明，其特征在于，特别在第一发明中，上述阳离子交换体和上述阴离子交换体具有贯通孔。

由此，能够减小水通过离子交换体时的通水阻力。因此，变得能够进行大流量的水的软水化处理。另外，水通过贯通孔遍及整个离子交换体进行浸润，由此，水和离子交换树脂的颗粒变得容易接触，能够使离子交换体的离子吸附能力有效地发挥。

第七发明，其特征在于，特别在第二至第五的任意一个发明中，上述第一阳离子交换体和上述第一阴离子交换体具有贯通孔。

由此，在形成了界面、水通过时的压降大的第一阳离子交换体和第一阴离子交换体的二层组合体中，能够减小通水阻力。由此，变得能够进行大流量的水的软水化处理。另外，水通过贯通孔遍及整个离子交换体进行浸润，由此，水和离子交换树脂的颗粒变得容易接触，能够使离子交换体的离子吸附能力有效地发挥。

第八发明，其特征在于，特别在具备第一至第七的任意一个发明的离子交换体的水处理装置中，具备：配设于一对电极之间的多个上述离子交换体、覆盖上述电极和全部上述离子交换体的壳体、和形成于上述壳体的第一水流入口、第二水流入口、第一水流出口和第二水流出口，多个上述离子交换体分别隔开规定的间隔配设，并且，上述第一水流入口和上述第一水流出口以水在相对于上述离子交换体的片的面的垂直方向上流动的方式设置，上述第二水流入口和上述第二水流出口以水在相对于上述离子交换体的片的面的平行方向上流动的方式设置。

由此，通过在电极之间施加电压，水在离子交换体的界面解离，能够利用解离的水进行离子交换体的再生处理，因此，能够提供容易使用的水处理装置。另外，因为能够使水相对于离子交换体从多个方向流通，所以，能够分别使用离子吸附时(软水化处理时)和离子交换体再生时水的流动方向，降低在离子交换体再生处理时使用并被排出的水的量。

第九发明，其特征在于，特别在具备第一至第七的任意一个发明的离子交换体的水处理装置中，具备：配设于一对电极之间的多个上述离子交换体、覆盖上述电极和全部上述离子交换体的壳体、和形成于上述壳体的第一水流入口、第二水流入口、第一水流出口和第二水流出口，多个上述离子交换体分别隔开规定的间隔配设，并且，上述第一水流入口和上述第一水流出口以水在相对于上述离子交换体的片表面的平行方向上流动的方式设置，上述第二水流入口和上述第二水流出口以水在相对于上述离子交换体的片表面的平行方向上流动的方式设置。

由此，通过在电极之间施加电压，水在离子交换体的界面解离，能够利用解离的水进行离子交换体的再生处理，因此，能够提供容易使用的水处理装置。另外，通过在相对于被形成为片状的离子交换体的表面的平行方向上流通水，能够降低通水阻力。因此，变得能够进行大流量的水的软水化处理。

第十发明为一种供热水装置，其特征在于，特别是具备第八或第九发明的水处理装置。

由此，因为能够吸附被供给供热水装置的水中所包含的阳离子、特别是Ca、Mg等的硬度成分，而生成软化的水，所以，能够防止在供热水装置内的配管附着水垢成分。

以下，边参照附图边说明本发明的实施方式。另外，本发明不受该实施方式限定。

(实施方式1)

本实施方式1的离子交换体是形成为片状的多孔的阳离子交换体与形成为片状的多孔的阴离子交换体叠层并被粘接而构成的。多孔的阳离子交换体是通过将混合粘合颗粒和阳离子交换树脂的微粒制成为膏状的第一混合物形成为片状而得到的。另外，多孔的阴离子交换体是通过将混合粘合颗粒和阴离子交换树脂的微粒制成为膏状的第二混合物形成为片状而得到的。

以下，边参照图1、图2，边详细说明本实施方式1的离子交换体。

图1是表示本发明的实施方式1的离子交换体的概略结构的剖面图，图2是表示离子交换体的颗粒状态的主要部分放大图。如图1和图2所示，离子交换体1具备阳离子交换体2和阴离子交换体3。另外，在离子交换体1中设置有多个贯通孔18。

阳离子交换体2具备具有吸附阳离子的作用的阳离子交换树脂颗粒4、和具有接合阳离子交换树脂颗粒4彼此的作用的第一粘合颗粒5，另外，吸附阴离子的阴离子交换体3具备阴离子交换树脂颗粒6、和具有接合阴离子交换树脂颗粒6彼此的作用的第二粘合颗粒7。

在这里，阴离子交换体3构成为比阳离子交换体2的容量大。在这里，所谓容量，是指阳离子交换体2和阴离子交换体3各自的离子交换容量。即，离子交换体1所包含的阴离子交换树脂的离子交换容量大于阳离子交换树脂的离子交换容量。由此，被形成为片状的阳离子交换体2和阴离子交换体3构成为阳离子交换体2的膜厚变得比阴离子交换体3的膜厚更小。

作为粘合颗粒，例如，能够使用聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物等聚烯烃树脂、聚偏氟乙烯、PTFE等。另外，第一粘合颗粒5和第二粘合颗粒7既可以使用相同种类的粘合颗粒，另外，也可以使用不同种类的粘合颗粒。

作为阳离子交换树脂，适合为具有交换基-SO3H的强酸性阳离子交换树脂。另外，作为阴离子交换树脂，适合为具有交换基-NR3OH的强碱性离子交换树脂。另外，如后所述，在对离子交换体1施加电压时，能够使用具有交换基-RCOOH的弱酸性的阳离子交换树脂、具有-NR2的弱碱性的阴离子交换树脂。

从充分进行阳离子交换树脂颗粒4的固定化的观点出发，阳离子交换体2中的第一粘合颗粒5的混合比例，相对于阳离子交换体2的总重量，优选为5wt％以上，另外，更优选为10wt％以上。在这里，所谓粘合颗粒的混合比例，是指在每单位体积所包含的离子交换树脂和粘合颗粒中，粘合颗粒所占的重量比。

另外，从确保阳离子交换体2的离子交换性能、并且使离子交换体1紧密化(compact)的观点出发，阳离子交换体2中的第一粘合颗粒5的混合比例，相对于离子交换体2的总重量，优选为40wt％以下，更优选为30wt％以下。如果第一粘合颗粒5的混合比例为40wt％以上，则第一粘合颗粒5包覆阳离子交换树脂颗粒4的表面的比例增加，离子交换性能下降。从同样的观点出发，阴离子交换体3中的粘合颗粒7的混合比例，相对于阴离子交换体3的总重量，设为5～40wt％，更希望设为10～30wt％。

接着，说明本实施方式1的离子交换体1的制造方法。

阳离子交换体2和阴离子交换体3分别通过混合离子交换树脂和粘合颗粒的粉体制成为膏状，将其形成为片状而制造。其中，阴离子交换体3的制造方法与阳离子交换体2的制造方法同样地进行，因此，省略其详细说明。

在阳离子交换体2的制造工序中，例如，首先将阳离子交换树脂颗粒4和第一粘合颗粒5与水或溶剂混合，用混炼机均匀混合，得到第一混合物。此时，第一粘合颗粒5成为极薄的膜状或线状，均匀分散在阳离子交换树脂颗粒4之间。接着，将第一混合物例如利用限制了规定间隙的辊成型为具有一定厚度的片状，得到阳离子交换体2。同样地，从阴离子交换树脂6和第二粘合颗粒7得到第二混合物，将阴离子交换体3成型。

然后，使阳离子交换体2和阴离子交换体3重叠后，通过在无负荷或施加一些负荷的情况下加热，将阳离子交换体2和阴离子交换体3粘接。由此，得到离子交换体1。由以上的工序，在粘合颗粒的基体中固定离子交换树脂的颗粒，能够将多孔的离子交换体1成型。

利用这样所成型的离子交换体1，将极性不同的离子交换体接合，因此，不仅能够吸附硬度成分(Ca离子、Mg离子等阳离子)，而且也能够吸附阴离子(Cl离子、硫酸根离子、硝酸根离子等)。

另外，如后所述，在本实施方式1的离子交换体1中，在水的存在下，通过对离子交换体1施加电压，水在阳离子交换体2和阴离子交换体3的界面(接合面)10解离，生成氢离子和氢氧根离子。吸附于阳离子交换树脂颗粒4的阳离子和吸附于阴离子交换树脂6的阴离子，分别被生成的氢离子和氢氧根离子置换而从离子交换体1脱离。通过这样的再生处理，能够将离子交换体1再生。

在除去水中硬度成分的软水化处理中使用离子交换体1时，在再生处理时，需要Ca离子等硬度成分被氢离子高效地置换，而从离子交换体1脱离。因此，需要存在与作为Ca等硬度成分的阳离子成对的Cl等的阴离子，以及存在产生水的解离的界面10。另外，平衡离子的浓度越高，被吸附的离子中从离子交换体1脱离的离子比例(再生率)变得越高。

在这里，将阳离子交换体2的容量C和阴离子交换体3的容量A的比例(离子交换容量比)变化为5∶1、1∶1、1∶2、1∶3，测定再生率时，如图3的曲线(a)所示，再生率分别是约9％、47％、70％、79％。从该测定结果，能够确认随着吸附作为平衡离子的阴离子的阴离子交换体3的容量增加，再生率提高。这意味着使用离子交换体1反复进行离子吸附处理(软水化处理)时，为了维持离子吸附量，必须使再生率提高。因此，优选以离子交换容量比大于1∶1的范围，即，阴离子交换体3的容量大于阳离子交换体2的容量的方式构成离子交换体1。

另外，在上述测定中，使用在以电极间距离L：35mm配置的1对电极之间叠层13片膜容积V为150cm＾3且膜厚T为2.3mm的离子交换体1并收容在壳体中得到的水处理装置。在该水处理装置中流动硬度200ppm的硬水，在离子交换体1中使硬度成分饱和吸附。之后，边流动一定量的水，边对电极施加直流200V，进行再生处理，从饱和吸附的硬度成分的量和再生处理时从离子交换体1脱离的硬度成分的量求出再生率。

另外，就阳离子交换体2的离子吸附能力(离子吸附量)而言，如果将5∶1时设为100，则如图3的曲线(b)所示，随着阴离子交换体3的容量的比例增加而显示减少的趋势。这是因为在膜厚T一定的离子交换体1中，阴离子交换体3的容量的比例增加意味着阳离子交换体2的容量的比例减少。

此外，考虑了离子交换体1再生率的阳离子交换体2的离子吸附量(离子吸附量和再生率之积)，如图3的曲线(c)所示，成为在离子交换容量比为1∶1到1∶2之间具有峰的曲线。从以上的观点出发，在离子交换体1中的阳离子交换体2和阴离子交换体3的容量比(离子交换容量比)优选构成为大于1∶1且为1∶2以下。

另外，为了使水在阳离子交换体2和阴离子交换体3的界面(接合面)10解离，优选使阳离子交换体2和阴离子交换体3牢固地粘接而形成界面10，增大阳离子交换树脂颗粒4和阴离子交换树脂颗粒6的接触面积。由此，离子交换体1的再生能力(离子脱离量)提高。另一方面，如果牢固地形成界面10，则因为离子交换体1的通水阻力增大，所以为了离子交换体1的通水，必须以大的压力压送水。

因此，在本实施方式中，离子交换体1设为具有贯通孔18的构成。如图1所示，贯通孔18构成为，从阳离子交换体2中的与界面10相反一侧的表面到阴离子交换体3中的界面10的相反一侧的表面，贯通片状的离子交换体1的膜。即，阳离子交换体2中所形成的贯通孔18a和阴离子交换体3中所形成的贯通孔18b相互连通。

由此，能够使离子交换体1的通水阻力减少。另外，因为能够通过贯通孔18对离子交换体1平均地供水，所以，离子交换树脂颗粒和水的接触频率增大，能够使离子交换体1具有的离子吸附能力最大限度地发挥。

贯通孔18的直径、数量根据向离子交换体1的通水量适当选择。在这里，贯通孔18的直径越大，另外，贯通孔18的数量越多，则在界面10中的阳离子交换树脂颗粒4和阴离子交换树脂颗粒6的接触面积越减少，离子交换体1的再生能力越下降。因此，为了维持离子交换体1的再生能力，希望贯通孔18相对于离子交换体1的表面积以20％以下、优选以15％以下的范围形成。

另外，希望贯通孔18在被形成为片状的离子交换体1的表面中，每单位面积的贯通孔18的数量设置得大致相同。由此，就能够使水对于离子交换体1更均匀地遍布，能够使吸附能力和再生能力两者提高。另外，能够降低离子交换体1的通水阻力，进行大流量的水的软水化处理。另外，贯通孔18的成型能够在离子交换体1的成型后进行。

另外，在本实施方式的离子交换体1中，因为阳离子交换体2和阴离子交换体3具有多孔性，所以，与具有纹理形状的膜比较，能够增大每单位体积的离子交换容量，另外，能够加快阳离子和阴离子的吸附速度。因此，在使用本实施方式的离子交换体1构成水处理装置时，能够将装置小型化，并且能够高效地处理大量的水。

此外，在本实施方式1的离子交换体1中，因为在粘合颗粒之间的空隙内将阳离子交换树脂颗粒4和阴离子交换树脂颗粒6固定化，所以，能够抑制阳离子交换树脂颗粒4和阴离子交换树脂颗粒6从离子交换体1的脱落。

(实施方式2)

以下，说明本发明的实施方式2。另外，在本实施方式中，对于与实施方式1相同之处标注相同符号，省略其详细说明。图4是表示本实施方式中的离子交换体1的概略结构的示意图。

如图4所示，本实施方式中的离子交换体1具备：具有第一阳离子交换体12a和第二阳离子交换体12b的阳离子交换体2、以及具有第一阴离子交换体13a和第二阴离子交换体13b的阴离子交换体3。

另外，本实施方式中的离子交换体1是在通过将第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a叠层并粘接而得到的二层组合体11的外侧，叠层第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b而构成的。

第一阳离子交换体12a是通过将第一混合物形成为片状而构成的，该第一混合物是将水或溶剂与第一粘合颗粒和阳离子交换树脂颗粒混合并制成为膏状而得到的。第一阴离子交换体13a是通过将第二混合物形成为片状而构成的，该第二混合物是将水或溶剂与第二粘合颗粒和阴离子交换树脂颗粒混合并制成为膏状而得到的。通过第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a被叠层并被粘接，而构成二层组合体，并且在第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a之间形成界面10。

第二阳离子交换体12b是通过将第三混合物形成为片状而构成的，该第三混合物是将水或溶剂与第三粘合颗粒和阳离子交换树脂颗粒混合并制成为膏状而得到的。另外，第二阳离子交换体12b被叠层于第一阳离子交换体12a的与粘接第一阴离子交换体13a所形成的界面10的相反一侧的面。其中，第二阳离子交换体12b也可以与第一阳离子交换体12a粘接，所谓叠层也指包括粘接。

二层组合体11与第二阳离子交换体12b及第二阴离子交换体13b如果被粘接，离子吸附能力就提高，而另一方面，膜厚增大，离子交换体1含水时的由变形产生的压力增大，变得容易产生变形，因而有强度下降的趋势。对此，如果二层组合体11与第二阳离子交换体12b及第二阴离子集合体13b单纯叠层，离子吸附能力就比分别被粘接时降低，但能够防止强度的降低。根据离子交换体1所要求的离子吸附能力等，适当选择叠层和粘合。

另外，第二阳离子交换体12b构成为容量大于第一阳离子交换体12a。即，第二阳离子交换体12b所包含的阳离子交换树脂的容量大于第一阳离子交换体12a所包含的阳离子交换树脂的容量。由此，被形成为片状的第二阳离子交换体12b的膜厚构成为大于第一阳离子交换体12a的膜厚。

第二阴离子交换体13b是通过将第四混合物形成为片状而构成的，该第四混合物是将水或溶剂与第四粘合颗粒和阴离子交换树脂颗粒混合并制成为膏状而得到的。另外，第二阴离子交换体13b被叠层于第一阴离子交换体13a的与粘接阳离子交换体2所形成的界面10的相反一侧的面。其中，第二阴离子交换体13b也可以与第一阴离子交换体13a粘接。此外，第二阴离子交换体13b构成为容量大于第一阴离子交换体13a。即，第二阴离子交换体13b所包含的阴离子交换树脂的容量大于第一阴离子交换体13a所包含的阴离子交换树脂的容量。由此，被形成为片状的第二阴离子交换体13b的膜厚构成为大于第一阴离子交换体13a的膜厚。

在这里，优选的是希望使第二阴离子交换体13b的容量大于第二阳离子交换体12b的容量。由此，使离子交换体1的再生能力增大，使离子交换体1的再生率提高。因此，如上所述，能够高效地进行离子吸附(软水化处理)和再生处理。

实施方式1中表示的离子交换体，能够高效地处理大量的水，而另一方面，离子交换体1的整体的容量大，厚度变厚。因此，在离子交换体1中使水通过时，由于阳离子交换树脂颗粒4和阴离子交换树脂颗粒6的对水的膨润率之差，从而特别在界面10附近，有离子交换体1变形的情况。本实施方式是提供解决上述问题的构成的实施方式。

以下，边参照图4，边详细说明本实施方式2的离子交换体的一个例子。图4是表示本实施方式的离子交换体1的概略结构的示意图。

如图4所示，本实施方式的离子交换体1具备第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a。第一阳离子交换体12a具有阳离子交换树脂颗粒和第一粘合颗粒，第一阴离子交换体13a具有阴离子交换树脂颗粒和第二粘合颗粒。

在这里，第一阴离子交换体13a构成为与第一阳离子交换体12a相同程度的容量，即双方的膜厚大致相同。第一阴离子交换体13a和第一阳离子交换体12a被叠层并粘接，构成二层组合体11。由此，在第一阴离子交换体13a和第一阳离子交换体12a之间形成界面10。

此外，在与界面10相反一侧的第一阳离子交换体12a的面，叠层有具有阳离子交换树脂颗粒和第三粘合颗粒且形成为片状的第二阳离子交换体12b。另外，在与界面10相反一侧的第一阴离子交换体13a的面，叠层有具有阴离子交换树脂颗粒和第四粘合颗粒且形成为片状的第二阴离子交换体13b。第二阳离子交换体12b的容量大于第一阳离子交换体12a，另外，第二阴离子交换体13b的容量大于第一阴离子交换体13a。

接着，说明本实施方式的离子交换体1的制造方法。

第一阳离子交换体12a例如由第一混合物生成，该第一混合物是通过将阳离子交换树脂颗粒和第一粘合颗粒与水或溶剂混合，用混炼机均匀混合得到的。此时，第一粘合颗粒成为极薄的膜状或线状，均匀分散在阳离子交换树脂颗粒之间。将该第一混合物例如用具有规定间隙的辊，限制厚度成型为片状，得到第一阳离子交换体12a。

第一阴离子交换体13a由第二混合物生成，该第二混合物是通过将阳离子交换树脂颗粒和第二粘合颗粒与水或溶剂混合，用混炼机均匀混合得到的。此时，第二粘合颗粒成为极薄的膜状或线状，均匀分散在阴离子交换树脂颗粒之间。将该第二混合物例如用具有规定间隙的辊，限制厚度成型为片状，得到第一阴离子交换体13a。

然后，将第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a重叠后，通过无负荷或施加一些负荷进行加热，将第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a粘接，得到二层组合体11。由此，能够在粘合颗粒的基体中将离子交换树脂的颗粒固定化。即，能够将离子交换体1制制成多孔性的。

第二阳离子交换体12b也能够以与第一阳离子交换体12a同样的方法制造。在这里，为了使第二阳离子交换体12b的容量大于第一阳离子交换体12a，将辊的间隙设为比第一阳离子交换体12a时更大进行成型。

第二阴离子交换体13b也能够以与第一阴离子交换体13a同样的方法制造。在这里，为了使第二阴离子交换体13b的容量大于第一阴离子交换体13a的容量和第二阳离子交换体12b的容量，将辊的间隙设为比第二阳离子交换体12b时更大进行成型。由此，第二阴离子交换体13b的容量变得比第一阴离子交换体13a和第二阳离子交换体12b的容量更大。另外，第二阴离子交换体13b的膜厚也变得比第一阴离子交换体13a和第二阳离子交换体12b的膜厚更大。另外，第一粘合颗粒、第二粘合颗粒、第三粘合颗粒和第四粘合颗粒既可以使用相同种类的粘合颗粒，另外，也可以使用不同种类的粘合颗粒。

将这样成型的二层组合体11、第二阳离子交换体12b、第二阴离子交换体13b叠层，得到离子交换体1。

另外，使构成二层组合体11的阳离子交换树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒的粒径，与构成第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b的阳离子交换树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒的粒径同等或比其小。

例如，能够将构成二层组合体11的阳离子交换树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒的粒径设为50μm～100μm，将构成第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b的阳离子交换树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒的粒径设为100μm～200μm。在这里，所谓粒径，是指大量存在的颗粒的平均粒径。另外，二层组合体11的阳离子交换树脂颗粒的粒径和阴离子交换树脂颗粒的粒径不同时，使构成二层组合体11的阳离子交换树脂颗粒的粒径在构成第二阳离子交换体12b的阳离子交换树脂颗粒的粒径的同等以下，使构成二层组合体11的阴离子交换树脂颗粒的粒径在构成第二阴离子交换体13b的阴离子交换树脂颗粒的粒径的同等以下即可。

通过使构成二层组合体11的离子交换树脂颗粒的粒径相对小于构成第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b的离子交换树脂颗粒的粒径，界面10中的阳离子交换树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒的接触率增加。因此，离子交换体1的再生能力提高。另外，二层组合体11通过减小粒径能够减小膜厚，因此，难以产生由膨润率之差引起的变形，强度提高。

另外，第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b的离子交换树脂的粒径相对大于第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a的离子交换树脂的粒径。因此，第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b中的离子交换树脂的颗粒之间的空间变大，因而颗粒交换体1成为多孔的，通水时的阻力降低，能够使压降减少。

关于粘合颗粒的混合比例，第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b中的粘合颗粒的混合比例与构成二层组合体11的第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a的混合比例同等或比其更小。在这里，所谓粘合颗粒的混合比例，是指在每单位体积所包含的离子交换树脂和粘合颗粒中，粘合颗粒所占的重量比。

例如，能够在二层组合体11中，将第一粘合颗粒和第二粘合颗粒的混合比例设为15～30wt％，在第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b中，将第三粘合颗粒和第四粘合颗粒的混合比例设为5～15wt％，构成离子交换体1。另外，第一粘合颗粒的混合比例和第二粘合颗粒的混合比例不同时，将第一粘合颗粒的混合比例设为第三粘合颗粒的混合比例以上，将第二粘合颗粒的混合比例设为第四粘合颗粒的混合比例以上即可。

通过使第一粘合颗粒和第二粘合颗粒的混合比例相对高于第三粘合颗粒和第四粘合颗粒的混合比例，能够使二层组合体11的强度提高，使界面10中的阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的接触面积增大，因此，能够使离子交换体1的再生能力提高。另外，通过提高二层组合体11的粘合颗粒的混合比例，减小离子交换树脂的粒径，能够较薄地构成二层组合体11，因此，能够降低二层组合体11的通水阻力。

另外，通过使第三粘合颗粒和第四粘合颗粒的混合比例相对小于第一粘合颗粒和第二粘合颗粒的混合比例，第二阳离子交换体中包含的阳离子交换树脂颗粒和第二阴离子交换体中包含的阴离子交换树脂颗粒的表面变得难以被粘合颗粒包覆，离子交换树脂颗粒的表面成为露出多的构成，因此，离子吸附能力提高。

另外，在本实施方式中，构成为构成二层组合体11的第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a成为相同程度的膜厚，但在构成为阴离子交换体3的容量大于阳离子交换体2的容量时，第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a的膜厚可以不同。

如以上那样，在本实施方式中，由二层组合体11、和叠层于二层组合体11的外侧的第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b，构成离子交换体1。通过第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b使离子交换的性能增大，通过二层组合体11使再生时的性能增大，由此，能够得到维持强度并且能够高效处理大量的水的离子交换体1。

(实施方式3)

以下，说明本发明的实施方式3。另外，在本实施方式中，对于与实施方式2相同之处标注相同符号，省略其详细说明。

本实施方式的离子交换体1是表示在二层组合体11中具有多个贯通孔18的构成的方式的交换体。由此，提出能够使向离子交换体1通水时的压降进一步降低的构成。

以下，边参照图5，边详细说明本实施方式的离子交换体1。图5(a)是表示本实施方式的离子交换体1的概略结构的剖面图。图5(b)是表示本实施方式的二层组合体11的概略结构的俯视图。

如图5(a)所示，本实施方式的离子交换体1具备：具有第一阳离子交换体12a和第二阳离子交换体12b的阳离子交换体2以及具有第一阴离子交换体13a和第二阴离子交换体13b的阴离子交换体3。

另外，通过叠层并粘接第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a形成界面10。在具有界面10的二层组合体11中，在第一阳离子交换体12a的与界面10相反一侧的面叠层有第二阳离子交换体12b。另外，在具有界面10的二层组合体11中，在第一阴离子交换体13a的与界面10相反一侧的面叠层有第二阴离子交换体13b。

在二层组合体11中，还设置有贯通孔18。如图5(a)所示，贯通孔18构成为从第一阳离子交换体12a中的与界面10相反一侧的表面到第一阴离子交换体13a中的与界面10相反一侧的表面，贯通二层组合体11。另外，贯通孔18从第一阳离子交换体12a中的与界面10相反一侧的表面到第一阴离子交换体13a中的与界面10相反一侧的表面连续地形成。

该贯通孔18的直径、数量根据向离子交换体1的通水量适当选择。在这里，贯通孔18的直径越大，另外，贯通孔18的数量越多，界面10的面积越减少，离子交换体1的再生能力越下降。因此，为了维持离子交换体1的再生能力，希望贯通孔18相对于二层组合体11的表面积以20％以下、优选以15％以下的范围被形成。另外，希望贯通孔18在被形成为片状的离子交换体1的表面中，每单位面积的贯通孔18的数量设置得大致相同。由此，能够相对于离子交换体1更均匀地通水使水遍布，能够使离子交换能力提高。另外，能够减少离子交换体1的通水阻力，在大流量的水的软水化中也可以使用。

接着，说明本实施方式的制造方法。

本实施方式的离子交换体1的制造方法具有在二层组合体11形成贯通孔18的工序。贯通孔18的形成，在使第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a重叠、无负荷或施加一些负荷进行成型、将二层组合体11成型后进行，或者在将二层组合体11成型使之干燥后进行，或者在将二层组合体11成型、作为装置组装前且在水中浸渍后等进行。

通过设置贯通孔18，即使在垂直于二层组合体11表面的方向上流通水时，也不会使二层组合体11中的压降过度增大。另外，能够对第二阳离子交换体12b和第二阴离子交换体13b中平均地供水。因此，能够使离子交换树脂颗粒和水的接触频率增多，使离子交换能力提高。此外，能够增大二层组合体11中的第一阳离子交换体12a和第一阴离子交换体13a的接触面积，使离子交换体1的再生能力和再生率提高。

(实施方式4)

以下，边参照图6，边说明本发明的实施方式4。另外，在本实施方式中，对于与其它实施方式相同之处标注相同符号，省略其详细说明。

本实施方式的水处理装置20具备离子交换体1、设置有水流入口(21、23)和水流出口(22、24)的壳体25、和配置在壳体25内的至少一对电极(26、27)，例示在一对电极(26、27)之间配置有多个多孔的离子交换体1的方式。

以下，边参照图6，边详细说明本实施方式的水处理装置的一个例子。

图6是表示本实施方式的水处理装置的内部结构的剖面图。

如图6所示，水处理装置20具备离子交换体1、壳体25、阳极26和阴极27。另外，阳极26和阴极27被构成为一对电极。在壳体25设置有被水处理装置20软水化处理的水流入的水流入口(第一水流入口)(处理水流入口)21和软水化处理后的水流出的水流出口(第一水流出口)(处理水流出口)22。另外，在壳体25设置有用于水处理装置20进行离子交换体1的再生处理的水流入的水流入口(第二水流入口)(再生水流入口)23和用于进行再生处理的水流出的水流出口(第二水流出口)(再生水流出口)24。另外，第一水流入口21和第一水流出口22并不需要分别为一个，在离子交换体1的片的面大时，可以分别设置多个。关于第二水流入口23和第一水流出口24也是同样。

第一水流入口21和第一水流出口22分别设置于壳体25的相对的壁部，使得水在与配置在壳体25内部的片状离子交换体1垂直的方向(图6中的左右方向)上流通。

另外，第二水流入口23和第一水流出口24分别设置于壳体25的相对的壁部，使得水在与配置在壳体25内部的片状离子交换体1平行的方向(在图6中的上下方向)上流通。另外，在第一水流入口21、第一水流出口22、第二水流入口23、第二水流出口24分别连接有配管。另外，以后，将水处理装置20中通过离子交换体1除去硬度成分等而被软水化的水称为处理水，将用于对离子交换体1进行再生处理的水称为再生水。

在壳体25的内部设置有一对板状的电极，在这里，由阳极26和阴极27构成。在阳极26和阴极27之间，交替叠层并配置有多个离子交换体1和隔片构件28。

板状的阳极26和阴极27具有贯通孔(未图示)。由此，构成为不阻碍向板状的阳极26和阴极27的表面垂直地流动的处理水的流动。在阳极26和阴极27中，作为母材使用钛，另外，为了防止因与水的接触引起的劣化，在表面具有由0.2μm～0.5μm左右的厚度的通过涂铂得到的保护层，由此，确保了长期的耐久性。

多个离子交换体1分别以片状的离子交换体1的表面与板状的阴极27的表面和板状的阳极26的表面相对的方式配置。在这里，离子交换体1分别以阳离子交换体2面向阴极27一侧、阴离子交换体3面向阳极26一侧的方式配置。

另外，希望设置于离子交换体1的贯通孔18以相邻的离子交换体1的贯通孔18的中心轴相互不一致的方式设置。由此，因为遍及离子交换体1的整体均匀地供给处理水，所以离子吸附能力提高。

另外，在多个离子交换体1之间，配置有用于将多个离子交换体1之间确保在片状离子交换体1表面平行地流动再生水的流路的隔片构件28。即，在壳体25的内部，交替叠层并配置有离子交换体1和隔片28。

隔片构件28只要不阻碍再生水的流动即可，在本实施方式中，使用由网格状的氟树脂ETFE构成的网状片，将该网状片裁断成与片状离子交换体1相同的面积并进行叠层。

另外，在壳体25内部，在阳极26与邻近于阳极26的离子交换体1之间配置均压板29。均压板29由多孔的聚乙烯构成，通水阻力比离子交换体1大。因此，流入壳体25内的处理水通过均压板29，向均压板29的表面方向且离子交换体1表面的方向扩散。处理水遍布均压板29的表面后，向相对于处理水的流动方向的下游侧的离子交换体1流去，从第一水流出口22流出。

此外，在再生水流入的第二水流入口23和离子交换体1之间，以及在再生水流出的第二水流出口24和离子交换体1之间，分别配置有均压板30。均压板30由多孔的聚乙烯构成，通水阻力比离子交换体1大。因此，流入壳体25内的处理水，向均压板30的表面的方向扩散。再生水遍布均压板30的表面后，向第二水流出口24流去。

接着，边参照图6，边说明本实施方式的水处理装置20的动作，特别说明水处理装置20内的水的流动。

软化水处理(水处理)时，处理水从第一水流入口21向第一水流出口22流动。即，处理水在相对于片状离子交换体1的膜的表面垂直的方向流动。在这里，如上所述，因为离子交换体1为多孔的，所以，处理水通过离子交换体1的内部。

处理水所含的钙成分、镁成分等硬度成分(阳离子)与存在于离子交换体1内的阳离子交换树脂颗粒4接触并被吸附。另外，处理水中所含的氯化物离子等阴离子被阴离子交换树脂6吸附。这样操作，处理水通过水处理装置20其硬度成分被除去并被软水化，从第一水流出口22排出到水处理装置20之外。这样，水处理装置20作为从水中除去硬度成分的软水化装置工作。

另一方面，在离子交换树脂的再生处理时，再生水从第二水流入口23向第二水流出口24流动。即，再生水相对于片状的离子交换体1的膜的表面平行地流动。此时，在阳极26和阴极27之间，以阳极26一侧为正、阴极一侧为负的方式施加电压。

由此，在离子交换体1中产生电位差，在离子交换体1的由阳离子交换体2和阴离子交换体3所形成的界面10，水解离。由此，在阴极27一侧的面、即阳离子交换体2一侧生成氢离子，在阳极26一侧的面、即阴离子交换体3一侧生成氢氧根离子。

然后，吸附在阳离子交换体2内的钙离子、镁离子等硬度成分(阳离子)，通过与所生成的氢离子进行离子交换而脱离，阳离子交换体2内的阳离子交换树脂颗粒被再生。另一方面，吸附在阴离子交换体3内的氯化物离子等阴离子，通过与所生成的氢氧根离子进行离子交换而脱离，阴离子交换体3内的阴离子交换树脂颗粒被再生。

另外，阳极26和阴极27之间所施加的电压为直流电压，在本实施方式中，施加从100V至300V的电压。关于施加电压，能够根据配置在壳体25内的离子交换体1的片数、处理水的硬度等适当设定。

另外，软水化处理(水处理)时和再生处理的切换通过相对于处理水的流动设置于第一水流入口21的上游侧和第一水流出口22的下游侧的阀(未图示)、和相对于再生水的流动设置于第二水流入口23的上游侧和第二水流出口24的下游侧的阀(未图示)进行。

这样，在本实施方式的水处理装置20中，通过在相对于离子交换体1表面的垂直方向上流动处理水，形成离子交换体1的阳离子交换树脂颗粒4和处理水所包含的硬度成分的接触率增大。由此，离子吸附能力增大，并且处理水的软水化处理的吸附效率提高。另外，通过在相对于离子交换体1表面的垂直方向上流动处理水，阴离子交换树脂颗粒和处理水所包含的氯化物离子等阴离子的接触率增大。由此，不仅对于阳离子，而且对于阴离子，离子吸附能力增大，并且离子吸附效率也提高。

另一方面，因为再生水相对于离子交换体1的表面平行地流动，所以，从阳离子交换树脂颗粒脱离的硬度成分(阳离子)沿着离子交换体1的表面和再生水一起平行地流动，从水处理装置20被排出。因此，脱离的硬度成分不会成为被阳离子交换树脂颗粒吸附的状态。由此，能够抑制在离子交换树脂的再生处理时脱离的离子再次吸附于离子交换树脂的颗粒，能够使离子交换体1的再生能力和再生率提高。

另外，因为再生水相对于离子交换体1的表面平行地流动，所以，从阴离子交换树脂颗粒6脱离的氯化物离子等阴离子沿着离子交换体1的表面和再生水一起平行地流动，从水处理装置20被排出。因此，脱离的氯化物离子等阴离子不会成为被阴离子交换树脂颗粒6吸附的状态。由此，能够抑制在离子交换树脂的再生处理时脱离的离子再次吸附于离子交换树脂的颗粒，能够使离子交换体1的再生能力和再生率提高。

另外，在本实施方式的水处理装置20中，通过设置均压板29，在软水化处理(水处理)时，均压板29发挥作用，处理水遍布离子交换体1整面而被供给。因此，离子交换体1的内部的阳离子交换树脂颗粒和作为硬度成分的阳离子的接触概率增大，阳离子交换体2能够更多地吸附在处理水的内部存在的硬度成分。另外，通过设置均压板29，离子交换体1的内部的阴离子交换树脂6和阴离子的接触概率增大，阴离子交换体3能够更多地吸附在处理水的内部存在的阴离子。

(实施方式5)

以下，说明本发明的实施方式5。边参照图7，边详细说明本实施方式的水处理装置的一个例子。

图7(a)是从处理水的第一水流出口22一侧观看本实施方式的水处理装置20的概观俯视图，图7(b)是图7(a)的A-A剖面图。另外，在本实施方式中，对于与其它实施方式相同之处标注相同符号，省略其详细说明。

在本实施方式中，构成为处理水和再生水两者分别在相对于片状的离子交换体1表面的平行方向上流动。

在本实施方式中，将离子交换体1的表面构成为具有长边和短边的长方形。另外，处理水的流动方向构成为成为离子交换体1的长边的方向，再生水的流动方向构成为成为离子交换体1的短边的方向。由此，相比于再生水，处理水和离子交换体1更长时间接触，因此，处理水所包含的离子的吸附能力增大。

另外，再生水的流动方向构成为成为离子交换体1的长方形的短边的方向。由此，能够抑制在离子交换树脂的再生处理时脱离的离子再次吸附于离子交换树脂的颗粒，能够使离子交换体1的再生能力和再生率提高。

(实施方式6)

以下，边参照图8，边说明本实施方式中的供热水装置。另外，在本实施方式中，对于与其它实施方式相同之处标注相同符号，省略其详细说明。

本发明的实施方式的供热水装置是表示具备实施方式4或实施方式5的水处理装置的供热水装置。

以下，边参照图8，边详细说明本实施方式的供热水装置。图8是表示本实施方式的供热水装置的概略结构的示意图。

如图8所示，本实施方式的供热水装置31具备水处理装置20和热水储槽32。在热水储槽32的下部连接流水配管33，从热水储槽32流出的水，通过过滤器35、活性炭36和水处理装置20流入水加热单元34，由水加热单元34加热成为热水，从上部流入热水储槽32。流水配管33，其上游侧的端部连接在热水储槽32的下部，下游侧的端部连接在热水储槽32的上部。

另外，在热水储槽32的下部连接有用于在热水储槽32中供给水的配管，在热水储槽32的上部连接有用于将储存在热水储槽32中的高温的水供给到外部(例如，家庭的浴室等)的配管。

另外，作为水加热单元34，能够使用具有冷冻循环的热泵装置、喷灯(burner)等燃烧器。由此，能够通过水加热单元34加热被储存在热水储槽32下部的低温的水，在热水储槽32的上部供给达到高温的热水。

在流水配管33的比水加热单元34的更靠上游侧设置有水处理装置20。更详细而言，在水处理装置20的第一水流入口21和第一水流出口22连接有流水配管33。

另外，从流水配管33的中途分支的分支配管33a被连接在水处理装置20的第二水流入口23，在水处理装置20的第二水流出口24连接有排水配管33b。由此，能够将水处理装置20的离子交换树脂的再生处理时所生成的包含硬度成分的水从排水配管33b排出到供热水装置31外。

此外，在比水处理装置20更靠上游侧的流水配管33，相对于水的流动方向依次配置有过滤器35和活性炭36。通过过滤器35和活性炭36，除去水中的悬浮物质和游离氯等。

在流水配管33的和分支配管33a分支的部位与第一水流入口21之间、第一水流出口22和水加热单元34之间、分支配管33a、排水配管33b，分别设置有阀37、阀38、阀39、阀40。阀37～40既可以以自动开关的方式控制，也可以构成为由供热水装置31的使用者任意执行开关。

接着，说明本实施方式的供热水装置31的动作。另外，在以下的说明中，设为在热水储槽32内储存有未被软水化的水。

在以水加热单元34加热储存于热水储槽32的水的加热运转中，进行通过水处理装置20的软水化处理。具体而言，开启阀37、阀38，热水储槽32内的水通过流水配管33，被导入水处理装置20。此时，阀39、阀40被维持在关闭状态。另外，从热水储槽32向水处理装置20的水的供给，由未图示的泵等的送水装置进行。

在软水化处理时，对设置于壳体25的电极施加直流电压，对阳离子交换体2一侧的阴极27施加正的电压，对阴离子交换体3一侧的阳极26施加负的电压。

其结果，流入水处理装置20的水中的钙离子等硬度成分向阳离子交换体2电泳，碳酸根离子等阴离子向阴离子交换体3电泳。然后，钙离子和阳离子交换体2的强酸性离子交换基SO3H的氢离子进行离子交换，碳酸根离子和阴离子交换体3的强碱性离子交换基NR3OH的氢氧根离子进行离子交换。

这样，在水处理装置20中，处理水中的硬度成分被吸附于离子交换体1，处理水中的硬度成分被除去而被软水化。被软水化的处理水从水处理装置20的第一水流出口22流出，通过流水配管33流入水加热单元34。被水加热单元34加热的处理水，因为在水处理装置20中硬度成分被除去，所以，能够抑制碳酸钙、硫酸镁等的水垢在流水配管33的内表面附着。

然后，被水加热单元加热而成为热水的处理水，流过流水配管33，从热水储槽32的上部流入热水储槽内部。在使用者在供热水终端(未图示)等中使用热水时，热水储槽32上部的热水向供热水终端供给。

另外，在上述说明中，叙述了在阳极26、阴极27之间施加直流电压进行软水化的情况，但是，如果增大离子交换体1的容量，则即使不施加电压，也能够除去硬度成分。

接着，说明在供热水装置31的加热运转停止时的水处理装置20中的再生处理。

在加热运转停止、进行再生处理时，阀37、阀38被关闭，阀39、阀40成为开放状态。然后，从热水储槽32的下部，一定量的水通过第二水流入口23流入水处理装置20内。

在水处理装置20中，对阳极26、阴极27施加与软水化时相反的直流电压。即，对阴离子交换体3一侧的阳极26施加正的电压，对阳离子交换体2一侧的阴极27施加负的电压。

如果对离子交换体1的两侧施加电压，在阳离子交换体2和阴离子交换体3的界面10(参照图1等)中，就在某时刻产生水的解离，产生氢离子和氢氧根离子。另外，水的解离电压在理论上为0.828V。

在阳离子交换体2中，在软水化处理时被阳离子交换体2吸附的钙离子等阳离子，与所生成的氢离子进行离子交换而从阳离子交换体2脱离。由此，阳离子交换体2被再生。

另一方面，在阴离子交换体3中，在软水化处理时被阴离子交换体3吸附的碳酸根离子等阴离子，与由水的解离所生成的氢氧根离子进行离子交换而从阴离子交换体3脱离。由此，阴离子交换体3被再生。这样，通过对离子交换体1的两侧施加与软水化处理时相反极性的电压，来进行水的解离，可以进行离子交换体1的再生。

在这里，因为离子交换体1由离子交换树脂的微粒构成，所以，在阳离子交换体2和阴离子交换体3的界面10中，能够取得大的离子交换树脂的颗粒之间的接触面积。由此，水的解离有效地进行，在电极之间流动的电流增大，因此，能够以低电压进行离子交换体的再生处理。

如果对离子交换体1施加一定时间电压进行再生，被放出到水处理装置20内的包含硬度成分的水就通过排水配管33b向供热水装置31的外部排水。如这样操作，可以进行离子交换体1的再生。

另外，离子交换体1的再生处理，可以如上所述以开放阀39、阀40的状态，边流动水边连续进行，但也可以如以下那样以间歇操作进行。

即，以在水处理装置20内部有水的状态，关闭阀39、40、对离子交换体1施加一定时间电压实行再生处理。之后，将阀39、阀40开放，从热水储槽32使一定量的水流入水处理装置20，并且通过排水配管33b排出再生后的水。通过反复数次这样的工序，也能够进行水处理装置20的再生处理。

这样，如果以间歇处理再生离子交换树脂，就能够减少在再生时所排出的水量。另外，因为在加热运转停止的时间进行离子交换体1的再生，所以，不必为了再生处理而停止加热运转。此外，因为能够以水处理装置20单个装置进行软水化处理和再生处理两者，所以，装置的构成简单，能够实现小型化。

另外，在本实施方式的供热水装置31中，在软水处理时，因为阀37和阀38被开放，阀39和阀40被关闭，所以，水处理时流动的处理水不会从第二水流入口23和第二水流出口24流出。

另外，在本实施方式的供热水装置31中，因为在水处理装置20的上游侧设置有过滤器35，所以，能够除去水中的不溶性物质。

因此，能够防止离子交换体1的劣化。在水处理装置20的上游侧还设置有活性炭36。因此，能够除去水中所含的游离氯，抑制离子交换体1的劣化。

(实施方式7)

以下，说明本发明的实施方式7。另外，在本实施方式中，对于与其他实施方式相同之处标注相同符号，省略其详细说明。

本发明的实施方式的供热水装置表示具备实施方式4或实施方式5的水处理装置的供热水装置的其它形态。

以下，边参照图9，边详细说明本实施方式的供热水装置。

图9是表示本实施方式的供热水装置的概略结构的示意图。

如图9所示，本实施方式的供热水装置31具备水处理装置20、热水储槽32和水加热单元34。热水储槽32和水加热单元34由配管41被环状地连接。配管41使水从热水储槽32的下部流出，使被水加热单元34加热得到的热水流入热水储槽32的上部。

另外，在热水储槽32的下部连接有供水配管42，在热水储槽32的上部连接有供热水配管43的一端。另外，供热水配管43的另一端被连接于混合阀44。

在混合阀44连接有从供水配管42分支的混合配管45的下游侧的端部，混合配管45的上游侧的端部被连接在供水配管42的中途。

混合阀44将从供水配管43供给的热水储槽32内的高温的热水和从供水配管42供给的水混合。通过混合阀44，热水储槽32内的高温的热水和从水配管42供给的水以成为任意设定的温度的方式被混合，经由混合流路46向供热水终端供给。

在比连接混合配管45的位置更靠上游侧的供水配管42，相对于水的流动方向从上游侧设置有过滤器35、活性炭36和水处理装置20。

另外，在水处理装置20的第一水流出口22和混合配管45的分支处之间设置有阀38。

另外，设置有从活性炭36和第一水流入口21之间的供水配管42分支、并与水处理装置20的第二水流入口23连接的分支配管48。在分支配管48设置有阀39。另外，在分支配管48的分支处和第一水流入口21之间设置有阀37。

此外，在水处理装置20的第二水流出口24连接有排水配管47，在排水配管47设置有阀40。

这样，在本实施方式的供热水装置31中，被水处理装置20软水化处理后的水被储存在储热水槽32中。另外，被软水化处理后的水从混合配管45供给到混合流路46。由此，能够抑制遍及供热水装置31的全部配管的水垢的附着。

另外，在本实施方式中，采用了使用1个水处理装置20的形态，但不限定于此，也可以采用使用多台水处理装置20的形态。

在使用1个水处理装置20时，在加热运转停止时，进行水处理装置20的再生处理。另外，在使用2个水处理装置20时，在一个水处理装置20中进行软水化处理，在另一个水处理装置20中进行再生处理。由此，能够使用任意一个水处理装置20连续地进行软水化处理。

工业上的可利用性

根据本发明，能够高效率处理大量的水的硬度成分，并且装置能够变得小型化，因此，作为用于除去硬度成分的水处理装置或洗涤机和供热水机是有用的。

符号说明

1 离子交换体

2 阳离子交换体

3 阴离子交换体

4 阳离子交换树脂颗粒

5、7 粘合颗粒

6 阴离子交换树脂颗粒

11 二层组合体

12a 第一阳离子交换体

12b 第二阳离子交换体

13a 第一阴离子交换体

13b 第二阴离子交换体

18 贯通孔

20 水处理装置

21 处理水流入口(水流入口)

22 处理水流出口(水流出口)

23 再生水流入口(水流入口)

24 再生水流出口(水流出口)

25 壳体

26 阳极(电极)

27 阴极(电极)

31 供热水装置

Claims (9)

1.一种离子交换体，其特征在于：

具备形成为片状的多孔的阳离子交换体和形成为片状的多孔的阴离子交换体，所述阳离子交换体具有粘合颗粒和阳离子交换树脂的颗粒，所述阴离子交换体具有粘合颗粒和阴离子交换树脂的颗粒，

所述阳离子交换体具有与所述阴离子交换体粘接而形成界面的第一阳离子交换体、和叠层于所述第一阳离子交换体的与所述界面相反一侧的面的第二阳离子交换体，

所述阴离子交换体具有与所述阳离子交换体粘接而形成所述界面的第一阴离子交换体、和叠层于所述第一阴离子交换体的与所述界面相反一侧的面的第二阴离子交换体，

并且，所述阴离子交换体的容量大于所述阳离子交换体的容量，

所述第二阳离子交换体的容量大于所述第一阳离子交换体的容量，所述第二阴离子交换体的容量大于所述第一阴离子交换体的容量，

所述第二阳离子交换体的膜厚大于所述第一阳离子交换体的膜厚，所述第二阴离子交换体的膜厚大于所述第一阴离子交换体的膜厚，

所述第二阳离子交换体、所述第一阳离子交换体、所述第一阴离子交换体、所述第二阴离子交换体依次叠层。

2.如权利要求1所述的离子交换体，其特征在于：

所述第一阳离子交换体所含的所述阳离子交换树脂的粒径小于所述第二阳离子交换体所含的所述阳离子交换树脂的粒径，所述第一阴离子交换体所含的所述阴离子交换树脂的粒径小于所述第二阴离子交换体所含的所述阴离子交换树脂的粒径。

3.如权利要求1所述的离子交换体，其特征在于：

所述第一阳离子交换体所含的所述粘合颗粒的混合比例在所述第二阳离子交换体所含的所述粘合颗粒的混合比例以上，所述第一阴离子交换体所含的所述粘合颗粒的混合比例在所述第二阴离子交换体所含的所述粘合颗粒的混合比例以上。

4.如权利要求1所述的离子交换体，其特征在于：

所述第二阴离子交换体的容量大于所述第二阳离子交换体的容量。

5.如权利要求1所述的离子交换体，其特征在于：

所述阳离子交换体和所述阴离子交换体具有贯通孔。

6.如权利要求1所述的离子交换体，其特征在于：

所述第一阳离子交换体和所述第一阴离子交换体具有贯通孔。

7.一种水处理装置，其特征在于：

使用权利要求1～6中任一项所述的离子交换体，

该水处理装置具备：

配设于一对电极之间的多个所述离子交换体、

覆盖所述电极和全部所述离子交换体的壳体、和

形成于所述壳体的第一水流入口、第二水流入口、第一水流出口和第二水流出口，

多个所述离子交换体各自隔开规定的间隔配设，并且，

所述第一水流入口和所述第一水流出口以水在相对于所述离子交换体的片的面的垂直方向上流动的方式设置，

所述第二水流入口和所述第二水流出口以水在相对于所述离子交换体的片的面的平行方向上流动的方式设置。

8.一种水处理装置，其特征在于：

使用权利要求1～6中任一项所述的离子交换体，

该水处理装置具备：

配设于一对电极之间的多个所述离子交换体、

覆盖所述电极和全部所述离子交换体的壳体、和

形成于所述壳体的第一水流入口、第二水流入口、第一水流出口和第二水流出口，

多个所述离子交换体各自隔开规定的间隔配设，

所述第一水流入口和所述第一水流出口以水在相对于所述离子交换体的片的面的平行方向上流动的方式设置，

所述第二水流入口和所述第二水流出口以水在相对于所述离子交换体的片的面的平行方向上流动的方式设置。

9.一种供热水装置，其特征在于：

具备权利要求7或8所述的水处理装置。