JP2016159263A - 水処理装置及び水処理装置の運転方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】イオン交換膜の再生時に、電気化学セル内に供給する水の硬度及び導電率を下げ、スケールの発生を抑制することができる水処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】流入口１１及び流出口１２を有する電気化学セル１０と、電極１４Ａ、１４Ｂに電力を供給する電源２０と、流入口１１に接続されている第１水流路２１と、流出口１２に接続されている第２水流路２２と、流入口１１に軟水を供給する軟水供給器と、第２水流路２２を通流する水の流量を調整する流量調整器４０と、電気化学セル１０の再生処理を実行するときに、電源２０から電極１４Ａ、１４Ｂへ供給する電力及び流量調整器４０により第２水流路２２を通流する水の流量を制御し、流入口１１に軟水を供給するように軟水供給器を制御する制御器５０と、を備える、水処理装置。
【選択図】図１
【解決手段】流入口１１及び流出口１２を有する電気化学セル１０と、電極１４Ａ、１４Ｂに電力を供給する電源２０と、流入口１１に接続されている第１水流路２１と、流出口１２に接続されている第２水流路２２と、流入口１１に軟水を供給する軟水供給器と、第２水流路２２を通流する水の流量を調整する流量調整器４０と、電気化学セル１０の再生処理を実行するときに、電源２０から電極１４Ａ、１４Ｂへ供給する電力及び流量調整器４０により第２水流路２２を通流する水の流量を制御し、流入口１１に軟水を供給するように軟水供給器を制御する制御器５０と、を備える、水処理装置。
【選択図】図１
Description
本発明は、水処理装置及び水処理装置の運転方法に関するものである。
水処理装置は、電極の間に設けられたイオン交換樹脂により、陽イオン又は陰イオンを吸着除去することで水中の不純物を除去するものである。このような水処理装置として、イオン交換段階中に電極を複数の電圧レベルに維持することができる可変電圧供給源を備える装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示されている装置では、電極を複数の電圧レベルに維持することにより、装置から流出される流出溶液のイオン濃度を制御することができる。
しかしながら、特許文献１に開示されている装置では、イオン交換膜を再生するときに、スケールの発生を抑制するという観点から、未だ改善の余地があった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、イオン交換膜の再生時に、スケールの発生を抑制することができる、水処理装置及び水処理装置の運転方法を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明に係る水処理装置は、流入口及び流出口が設けられたケーシング、前記ケーシング内に配置され、陽極と陰極が対向するように配置された電極、及び前記陽極と前記陰極の間に配置され、陽イオン交換基及び陰イオン交換基を有するイオン交換膜を備える電気化学セルと、前記電極に電力を供給する電源と、前記流入口に接続されている第１水流路と、前記流出口に接続されている第２水流路と、前記流入口に軟水を供給する軟水供給器と、前記第２水流路に設けられ、該第２水流路を通流する水の流量を調整する流量調整器と、前記陽イオン交換基及び前記陰イオン交換基の再生処理を実行するときに、前記電源から前記電極へ供給する電力及び前記流量調整器により前記第２水流路を通流する水の流量を制御し、前記流入口に前記軟水を供給するように前記軟水供給器を制御する制御器と、を備える。
これにより、イオン交換膜の再生時に、電気化学セル内に供給する水の硬度及び導電率を下げることができ、スケールの発生を抑制することができる。
また、本発明に係る水処理装置の運転方法は、流入口及び流出口が設けられたケーシング、前記ケーシング内に配置され、陽極と陰極が対向するように配置された電極、及び前記陽極と前記陰極の間に配置され、陽イオン交換基及び陰イオン交換基を有するイオン交換膜を備える電気化学セルと、前記電極に電力を供給する電源と、前記流入口に接続されている第１水流路と、前記流出口に接続されている第２水流路と、を備える、水処理装置の運転方法であって、前記水処理装置は、前記流入口に軟水を供給する軟水供給器と、前記第２水流路に設けられ、該第２水流路を通流する水の流量を調整する流量調整器と、をさらに備え、前記電源が前記電極へ供給する電力を調整する（Ａ）と、前記流量調整器が前記第２水流路を通流する水の流量を制御する（Ｂ）と、前記軟水供給器が前記流入口に前記軟水を供給する（Ｃ）と、を実行する。
これにより、イオン交換膜の再生時に、電気化学セル内に供給する水の硬度及び導電率を下げることができ、スケールの発生を抑制することができる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかにされる。
本発明に係る水処理装置によれば、イオン交換膜の再生時に、スケールの発生を抑制することができる。
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、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略する場合がある。さらに、以下の実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
本実施の形態１に係る水処理装置は、流入口及び流出口が設けられたケーシング、ケーシング内に配置され、陽極と陰極が対向するように配置された電極、及び陽極と陰極の間に配置され、陽イオン交換基及び陰イオン交換基を有するイオン交換膜を備える電気化学セルと、電極に電力を供給する電源と、流入口に接続されている第１水流路と、流出口に接続されている第２水流路と、流入口に軟水を供給する軟水供給器と、第２水流路に設けられ、該第２水流路を通流する水の流量を調整する流量調整器と、陽イオン交換基及び陰イオン交換基の再生処理を実行するときに、電源から電極へ供給する電力及び流量調整器により第１水流路を通流する水の流量を制御し、流入口に軟水を供給するように軟水供給器を制御する制御器と、を備える。
本実施の形態１に係る水処理装置は、流入口及び流出口が設けられたケーシング、ケーシング内に配置され、陽極と陰極が対向するように配置された電極、及び陽極と陰極の間に配置され、陽イオン交換基及び陰イオン交換基を有するイオン交換膜を備える電気化学セルと、電極に電力を供給する電源と、流入口に接続されている第１水流路と、流出口に接続されている第２水流路と、流入口に軟水を供給する軟水供給器と、第２水流路に設けられ、該第２水流路を通流する水の流量を調整する流量調整器と、陽イオン交換基及び陰イオン交換基の再生処理を実行するときに、電源から電極へ供給する電力及び流量調整器により第１水流路を通流する水の流量を制御し、流入口に軟水を供給するように軟水供給器を制御する制御器と、を備える。
また、本実施の形態１に係る水処理装置では、軟水供給器は、電気化学セルにより軟水処理された水を貯えるタンクと、該タンクから流入口に軟水を送出するポンプと、を備えていてもよい。
以下、本実施の形態１に係る水処理装置の一例について、図１を参照しながら説明する。
［水処理装置の構成］
図１は、本実施の形態１に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。
図１は、本実施の形態１に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。
図１に示すように、本実施の形態１に係る水処理装置１００は、電気化学セル１０、電源２０、第１水流路２１、第２水流路２２、タンク３１とポンプ３２を備える軟水供給器、流量調整器４０、及び制御器５０を備えていて、制御器５０は、再生処理を実行するときに、電源２０から電気化学セル１０の電極へ供給する電力及び流量調整器４０により第２水流路２２を通流する水の流量を制御し、電気化学セル１０の流入口に軟水を供給するようにポンプ３２を制御するように構成されている。
電気化学セル１０は、ケーシング１３内に、電極１４Ａ、電極１４Ｂ、及びイオン交換膜１５が配置されている。ケーシング１３の一方の端部には、流入口１１が設けられていて、ケーシング１３の他方の端部には、流出口１２が設けられている。また、イオン交換膜１５は、陰イオン交換基（陰イオン交換樹脂）１５Ａと陽イオン交換基（陽イオン交換樹脂）１５Ｂを有している。なお、電気化学セル１０は、公知の電気化学セルを用いることができ、構成の詳細な説明は省略する。
電気化学セル１０の流入口１１には、第１水流路２１の下流端が接続されている。第１水流路２１の途中には、弁３４が設けられている。弁３４は、開閉弁、流量調整弁等の各種の弁を用いることができる。また、電気化学セル１０の流出口１２には、第２水流路２２の上流端が接続されていて、第２水流路２２の下流端は、排水口を構成している。
第１水流路２１と第２水流路２２には、該第１水流路２１と第２水流路２２を接続する第３水流路２３が設けられている。より詳細には、第３水流路２３の上流端が第２水流路２２の途中に接続されていて、第３水流路２３の下流端が第１水流路２１の途中に接続されている。
また、第３水流路２３の途中には、第１弁４１、タンク３１、及びポンプ３２がこの順で配設されている。第１弁４１は、開閉弁、流量調整弁等の各種の弁を用いることができる。タンク３１は、電気化学セル１０で軟水化処理された水（以下、軟水という）を貯えるように構成されている。ポンプ３２は、タンク３１に貯えられた軟水を第１水流路２１から流入口１１に供給するように構成されている。また、タンク３１には、第４水流路２４の上流端が接続されていて、第４水流路２４の下流端は取水口を構成している。これにより、タンク３１に貯えられた軟水は水処理装置１００のユーザーに供給することができる。
第２水流路２２における第３水流路２３の接続部分よりも下流側の流路（部分；流路を構成する配管）には、流量調整器４０が設けられている。流量調整器４０は、第３水流路２３を通流する水の流量を調整することができれば、どのような態様であってもよく、例えば、流量調整弁で構成されていてもよい。
また、第２水流路２２における第３水流路２３の接続端と流量調整器４０との間には、第２弁４２が設けられている。第２弁４２は、開閉弁等の各種の弁を用いることができる。なお、本実施の形態１においては、流量調整器４０と第２弁４２を別々に設ける形態を採用したが、これに限定されず、流量調整器４０が第２弁４２を兼ねる形態を採用してもよい。
電源２０は、電気化学セル１０に電力を供給することができれば、どのような形態であってもよく、例えば、商用電源等の交流電源から供給される交流電圧をＡＣ／ＤＣコンバータで直流電圧に変更することで構成してもよく、二次電池等の直流電源で構成されていてもよい。
入力装置６０は、電圧値及び／又は電流値と、第２水流路２２を通流する水の流量を設定するように構成されている。入力装置６０は、軟水化処理／再生処理のそれぞれで処理する水のイオン濃度を入力するように構成されていてもよい。また、入力装置６０は、流量調整器４０が流量調整弁で構成されている場合には、弁の開度を入力することで、第２水流路２２を通流する水の流量を調整するように構成されていてもよい。入力装置６０としては、タッチパネル、キーボード、リモコン等で構成されていてもよい。
制御器５０は、電源２０及び流量調整器４０等の水処理装置１００を構成する各機器を制御するように構成されている。制御器５０は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等に例示される演算処理部と、各制御動作を実行するためのプログラムを格納した、メモリ等から構成される記憶部と、カレンダー機能を有する時計部と、を備えている（いずれも図示せず）。そして、制御器５０は、演算処理部が、記憶部に格納された所定の制御プログラムを読み出し、これを実行することにより、水処理装置１００に関する各種の制御を行う。
なお、制御器５０は、単独の制御器で構成される形態だけでなく、複数の制御器が協働して、水処理装置１００の制御を実行する制御器群で構成される形態であっても構わない。また、制御器５０は、マイクロコントロールで構成されていてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)、論理回路等によって構成されていてもよい。
［水処理装置の動作及び作用効果］
次に、本実施の形態１に係る水処理装置１００の動作について、図１を参照しながら説明する。なお、以下においては、電気化学セル１０の陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理について、説明する。
次に、本実施の形態１に係る水処理装置１００の動作について、図１を参照しながら説明する。なお、以下においては、電気化学セル１０の陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理について、説明する。
まず、作業者が水処理装置１００を設置したときに、水処理装置１００の電気化学セル１０に供給する、水道水等の水（以下、原水という）のｐＨ又は導電率を測定し、入力装置６０により、測定したｐＨ又は導電率を制御器５０の記憶部に記憶させる。
ついで、制御器５０は、入力されたｐＨ又は導電率から、再生処理を実行するときに、電源２０から電気化学セル１０の電極１４Ａ及び電極１４Ｂに印加する電力（電圧及び／又は電流）の設定値と、第２水流路２２を通流する水の流量の設定値と、再生する時間の設定値と、を算出し、算出した設定値を記憶部に記憶させる。
なお、制御器５０は、再生処理開始から所定時間経過するまでの電力の設定値を所定時間経過後の電力よりも小さくなるように、設定値を算出してもよく、再生処理開始から所定時間経過するまでの水の流量の設定値を所定時間経過後の水の流量の設定値よりも小さくなるように、各設定値を算出してもよい。
また、測定した導電率が低い（例えば、０．２ｍＳ／ｃｍ以下）場合には、再生処理開始から所定時間経過するまでの水の流量の設定値を所定時間経過後の水の流量の設定値よりも大きくなるように、各設定値を算出してもよい。
また、測定した導電率が低い（例えば、０．２ｍＳ／ｃｍ以下）場合には、再生処理開始から所定時間経過するまでの水の流量の設定値を所定時間経過後の水の流量の設定値よりも大きくなるように、各設定値を算出してもよい。
次に、陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理を実行するときに、制御器５０は、第１弁４１を閉止させて、第２弁４２を開放し、ポンプ３２を作動させる。
そして、制御器５０が、弁３４を閉止させると、タンク３１内に貯えられている軟水が、第３水流路２３を通流して、第１水流路２１から流入口１１に供給される。このため、流入口１１から電気化学セル１０内に供給される水の硬度及び導電率を下げることができる。
なお、第３水流路２３に弁を設けてもよい。この場合には、原水硬度の低い地域(測定した導電率が低い場合)では、第３水流路２３の弁を閉止して、再生の所定時間以降はタンク３１内の軟水供給を閉止し、弁３４を開放し原水を電気化学セル１０内に供給して再生してもよい。このようにしても、排水中のカルシウムイオン濃度の増加を抑制することができる。
次に、制御器５０は、記憶部に記憶されている電力の所定値が電気化学セル１０の電極１４Ａ、１４Ｂに印加されるように、電源２０を制御し、第２水流路２２を通流する水の流量が、記憶部に記憶されている流量の所定値となるように、流量調整器４０を制御する。
これにより、イオン交換膜１５に電位差が発生し、イオン交換膜１５の陰イオン交換基１５Ａと陽イオン交換基１５Ｂの界面では、水が解離して、水素イオンと水酸化物イオンが生成される。
そして、陽イオン交換基１５Ｂ内に吸着されたカルシウムイオン、マグネシウムイオン等の硬度成分（陽イオン）が、生成された水素イオンとイオン交換することで脱離し、陽イオン交換基１５Ｂが再生される。また、陰イオン交換基１５Ａ内に吸着された塩化物イオン等の陰イオンが、生成された水酸化物イオンとイオン交換することで脱離し、陰イオン交換基１５Ａが再生される。なお、電気化学セル１０内を通流した水は、流出口１２から第２水流路２２を介して排水口に排出される。
このように構成された、本実施の形態１に係る水処理装置１００では、再生処理時に電気化学セル１０内に軟水を供給することで、流入口１１から電気化学セル１０内に供給される水の導電率を下げることができる。このため、再生処理開始時にカルシウムイオンが大量に脱離することを抑制することができ、スケールの発生を抑制することができる。
また、本実施の形態１に係る水処理装置１００では、再生処理時に電気化学セル１０内に軟水を供給することで、流入口１１から電気化学セル１０内に供給される水の硬度を下げることができる。このため、脱離されたカルシウムイオン濃度を下げることができ、スケールの発生を抑制することができる。
なお、本実施の形態１に係る水処理装置１００において、タンク３１内に水位検知器を設け、第４水流路２４に弁を設ける形態を採用してもよい。この場合、制御器５０が、水位検知器により、タンク３１の水が、所定の水位以下になったと判定したときに、取水口から軟水が取水できないように第４水流路２４に設けた弁を閉止させる。これにより、電気化学セル１０の再生に必要な軟水をタンク３１内に確保することができる。
また、軟水処理した原水の水量の積算値が所定値に達すると、再生時の電力、又は再生時間を通常の再生時よりも高くした設定値を記憶部に記憶させて、再生時のカルシウムイオン量を増やすリフレッシュモードを制御器５０が実行するようにしてもよい。これにより、イオン交換膜１５の再生を高め、軟水の硬度を維持することができる。
［変形例１］
次に、本実施の形態１に係る水処理装置１００の変形例について、説明する。
次に、本実施の形態１に係る水処理装置１００の変形例について、説明する。
本実施の形態１における変形例１の水処理装置は、再生処理を実行するときに、流入口にスケール抑制剤を供給するスケール抑制剤供給器をさらに備える。
以下、本実施の形態１における変形例１の水処理装置の一例について、図２を参照しながら説明する。
図２は、本実施の形態１における変形例１の水処理装置の概略構成を示す模式図である。
図２に示すように、本変形例１の水処理装置１００は、実施の形態１に係る水処理装置１００と基本的構成は同じであるが、第３水流路２３のタンク３１よりも下流側の流路にスケール抑制剤供給器３３が設けられている点が異なる。
スケール抑制剤供給器３３は、スケールの析出を抑制し、又は析出したスケールを除去することができれば、どのような形態であってもよい。例えば、筐体内に配置されたスケール抑制剤を第３水流路２３に供給する形態を採用してもよく、第３水流路２３内にスケール抑制剤を配置する形態を採用してもよい。
スケール抑制剤として、例えば、ポリリン酸ナトリウム等のポリリン酸塩を用いると、ポリリン酸塩がＣａＣＯ３の凝集と結晶成長を抑制し、電気化学セル１０内の膜表面等にＣａＣＯ３が析出することを抑制することができる。
また、ポリリン酸塩以外にキレート剤、アクリル酸塩、カルボン酸塩を用いても同様の作用効果がある。ポリリン酸塩又はキレート剤は固形物として、筐体内に内蔵し、通水によって除溶させて、電気化学セル１０に供給する。ポリリン酸塩、アクリル酸塩、カルボン酸塩等は、溶解液を薬液タンク（図示せず）に貯留し、ポンプ（図示せず）で希釈して、電気化学セル１０に供給してもよい。
また、スケール抑制剤として、酸を用いると、電気化学セル１０内等にスケールが析出しても、スケールを除去し、スケールの固着を抑制することができる。さらに、スケール抑制剤として、酸を用いると、析出したＣａＣＯ３を分解溶解して除去するだけでなく、再生時の排水中のｐＨを下げることができるので、ＣａＣＯ３の生成による析出を抑制することができる。スケール抑制剤として、使用する酸としては、クエン酸、スルファミン酸の弱酸を用いることができる。
このように構成された、本変形例１の水処理装置１００であっても、実施の形態１に係る水処理装置１００と同様の作用効果を奏する。また、本変形例１の水処理装置１００では、スケール抑制剤供給器３３が配置されているので、再生処理時に生成されるＣａＣＯ３が、電気化学セル１０内のイオン交換膜１５等に析出することを抑制することができる。
また、本変形例の水処理装置１００では、スケール抑制剤供給器３３がタンク３１の下流側に配置しているので、軟水処理を実行するときには、スケール抑制剤の電気化学セル１０内への供給が抑制され、再生処理を実行するときに、電気化学セル１０内にスケール抑制剤を充分に供給することができる。
なお、スケール抑制剤として、クエン酸等の酸を用いる場合、以下のクリーニングモードを制御器５０が実行してもよい。すなわち、軟水処理した原水の水量の積算値が所定値に達すると、薬液タンクから供給するクエン酸等の酸の濃度を通常の再生時よりも高くして、電気化学セル１０に供給する。これにより、イオン交換膜１５に付着したＣａＣＯ３を除去し、スケールの堆積を抑制することができる。
（実施の形態２）
本実施の形態２に係る水処理装置は、複数の電気化学セルを備え、軟水供給器は、再生処理を実行する電気化学セルとは異なる電気化学セルで構成されている。
本実施の形態２に係る水処理装置は、複数の電気化学セルを備え、軟水供給器は、再生処理を実行する電気化学セルとは異なる電気化学セルで構成されている。
以下、本実施の形態２の水処理装置の一例について、図３を参照しながら説明する。
［水処理の構成］
図３は、本実施の形態２に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。
図３は、本実施の形態２に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。
図３に示すように、本実施の形態２に係る水処理装置１００は、実施の形態１に係る水処理装置１００と基本的構成は同じであるが、複数の電気化学セル（ここでは、２つの電気化学セル１０Ａ、１０Ｂ）を備えていて、再生処理を実行する電気化学セル（例えば、電気化学セル１０Ａ）とは異なる電気化学セル（例えば、電気化学セル１０Ｂ）が軟水処理装置を構成する点が異なる。
より詳細には、電気化学セル１０Ａの流入口１１には、第１水流路２１の下流端が接続されている。電気化学セル１０Ａの流出口１２には、第２水流路２２の上流端が接続されている。第２水流路２２の途中には、流量調整器４０が設けられている。
第２水流路２２の流量調整器４０よりも上流側の流路には、第２弁４２が設けられている。また、第２水流路２２の第２弁４２が設けられている部分よりも上流側の流路には、第６水流路２６の上流端が接続されていて、第６水流路２６の下流端が取出口を構成する。第６水流路２６の途中には、第３弁４３が設けられている。第３弁４３は、開閉弁、流量調整弁等の各種の弁を用いることができる。なお、本実施の形態２においては、第２弁４２及び第３弁４３を設ける形態を採用したが、これに限定されず、第２弁４２及び第３弁４３に代えて、第２水流路２２と第６水流路２６の接続部分に三方弁を設ける形態を採用してもよい。
第２水流路２２における第６水流路２６の接続部分よりも上流側の流路には、第７水流路２７の上流端が接続されていて、第７水流路２７の下流端は、第５水流路２５の途中に接続されている。第７水流路２７の途中には、第４弁４４が設けられている。第４弁４４は、開閉弁、流量調整弁等の各種の弁を用いることができる。
また、第１水流路２１の途中には、第５水流路２５の上流端が接続されていて、第５水流路２５の下流端は、電気化学セル１０Ｂの流入口１１に接続されている。また、第５水流路２５の途中には、弁３５が設けられている。弁３５は、開閉弁、流量調整弁等の各種の弁を用いることができる。
電気化学セル１０Ｂの流出口１２には、第８水流路２８の上流端が接続されていて、第８水流路２８の下流端は、第２水流路２２の第２弁４２と流量調整器４０の間の流路に接続されている。
第８水流路２８の途中には、第５弁４５が設けられている。第５弁４５は、開閉弁、流量調整弁等の各種の弁を用いることができる。また、第８水流路２８における第５弁４５が設けられている部分よりも上流側の流路には、第９水流路２９の上流端が接続されていて、第９水流路２９の下流端は、第６水流路２６の第３弁４３が設けられている部分よりも下流側の流路に接続されている。第９水流路２９の途中には、第６弁４６が設けられている。第６弁４６は、開閉弁、流量調整弁等の各種の弁を用いることができる。なお、本実施の形態２においては、第５弁４５及び第６弁４６を設ける形態を採用したが、これに限定されず、第５弁４５及び第６弁４６に代えて、第８水流路２８と第９水流路２９の接続部分に三方弁を設ける形態を採用してもよい。
また、第８水流路２８における第９水流路２９が接続されている部分よりも上流側の流路には、第１０水流路３０の上流端が接続されていて、第１０水流路３０の下流端は、第１水流路２１における第５水流路２５が接続されている部分よりも下流側の流路に接続されている。第１０水流路３０の途中には、第７弁４７が設けられている。第７弁４７は、開閉弁、流量調整弁等の各種の弁を用いることができる。
［水処理装置の動作及び作用効果］
次に、本実施の形態２に係る水処理装置１００の動作について、図３を参照しながら説明する。なお、以下においては、電気化学セル１０Ａの陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理について、説明する。
次に、本実施の形態２に係る水処理装置１００の動作について、図３を参照しながら説明する。なお、以下においては、電気化学セル１０Ａの陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理について、説明する。
実施の形態１に係る水処理装置１００と同様に、まず、作業者が水処理装置１００を設置したときに、水処理装置１００の電気化学セル１０に供給する原水のｐＨ又は導電率を測定し、入力装置６０により、測定したｐＨ又は導電率を制御器５０の記憶部に記憶させる。
ついで、制御器５０は、入力されたｐＨ又は導電率から、再生処理を実行するときに、電源２０から電気化学セル１０Ａ、１０Ｂの電極１４Ａ及び電極１４Ｂに印加（供給）する電力（電圧及び／又は電流）の設定値と、第２水流路２２を通流する水の流量の設定値と、再生処理する時間の設定値と、を算出し、算出した設定値を記憶部に記憶させる。
次に、電気化学セル１０Ａにおける陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理を実行するときに、制御器５０は、第２弁４２を開放し、第３弁４３及び第４弁４４を閉止する。これにより、電気化学セル１０Ａ内を通過した水が、第２水流路２２を通流して、排水口から排出される。
また、制御器５０は、第５弁４５及び第６弁４６を閉止し、第７弁４７を解放する。ついで、制御器５０は、電気化学セル１０Ａと電気化学セル１０Ｂに電圧を印可し、電気化学セル１０Ａ及び電気化学セル１０Ｂに原水を供給させる。このとき、電気化学セル１０Ａの電極１４Ａが陽極、電気化学セル１０Ａの電極１４Ｂが陰極になるように電圧を印可し、電気化学セル１０Ｂの電極１４Ａが陰極、電気化学セル１０Ｂの電極１４Ｂが陽極となるように電圧を印可する。
なお、制御器５０は、記憶部に記憶されている電力の所定値が電気化学セル１０の電極に印加されるように、電源２０を制御し、第２水流路２２を通流する水の流量が、記憶部に記憶されている流量の所定値となるように、流量調整器４０を制御する。
これにより、電気化学セル１０Ｂでは、電気化学セル１０Ｂ内に供給された原水に含まれる硬度成分（陽イオン）は、陽イオン交換基１５Ｂにより吸着除去され、原水に含まれる塩化物イオン等の陰イオンは、陰イオン交換基１５Ａにより吸着除去され、処理水が軟水化される（軟水が生成される）。
電気化学セル１０Ｂで生成された軟水は、流出口１２から第８水流路２８及び第１０水流路３０を通流して、第１水流路２１に供給される。第１水流路２１に供給された軟水は、該第１水流路２１を通流する原水と共に、電気化学セル１０Ａの流入口１１に供給される。このため、流入口１１から電気化学セル１０Ａ内に供給される水の硬度及び導電率を下げることができる。
なお、第７弁４７及び／又は弁３５を開閉することによって、第１０水流路３０を通流する軟水の量と、第１水流路２１を通流する原水の量と、を適宜、調整することで、流入口１１から電気化学セル１０内に供給される水の硬度及び導電率を調整してもよい。
そして、電気化学セル１０Ａでは、陰イオン交換基１５Ａと陽イオン交換基１５Ｂの再生が実行される。なお、電気化学セル１０Ａ内を通流した水は、電気化学セル１０Ａの流出口１２から第２水流路２２を介して排水口に排出される。
このように構成された、本実施の形態２に係る水処理装置１００であっても、実施の形態１に係る水処理装置１００と同様の作用効果を奏する。
なお、本実施の形態２に係る水処理装置１００では、再生処理を実行するときに、第６弁４６を閉止する形態を採用したが、これに限定されず、少流量であれば第６弁４６を開放して軟水を取水することができる。この場合には、再生中でも軟水を取水できる。
（実施の形態３）
本実施の形態３に係る水処理装置は、第２水流路を通流する水の導電率を検知する導電率検知器をさらに備え、制御器は、導電率検知器が検知する導電率が第１閾値未満となるように、電源から前記電極へ供給する電力及び流量調整器により第２水流路を通流する水の流量を制御する。
本実施の形態３に係る水処理装置は、第２水流路を通流する水の導電率を検知する導電率検知器をさらに備え、制御器は、導電率検知器が検知する導電率が第１閾値未満となるように、電源から前記電極へ供給する電力及び流量調整器により第２水流路を通流する水の流量を制御する。
以下、本実施の形態３の水処理装置の一例について、図４及び図５を参照しながら説明する。
［水処理装置の構成］
図４は、本実施の形態３に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。
図４は、本実施の形態３に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。
図４に示すように、本実施の形態３に係る水処理装置は、実施の形態１に係る水処理装置１００と基本的構成は同じであるが、導電率検知器４８をさらに備える点が異なる。導電率検知器４８は、第２水流路２２における流量調整器４０が設けられている部分よりも上流側の流路に設けられている。
導電率検知器４８は、第２水流路２２を通流する水の導電率を検知して、検知した導電率を制御器５０に出力することができれば、どのような形態であってもよく、例えば、公知の導電率計を用いてもよい。導電率検知器４８は、第２水流路２２を通流する水の温度を検知して、導電率を補正するものであってもよい。
［水処理装置の動作及び作用効果］
次に、本実施の形態３に係る水処理装置１００の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。なお、以下においては、電気化学セル１０の陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理について、説明する。
次に、本実施の形態３に係る水処理装置１００の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。なお、以下においては、電気化学セル１０の陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理について、説明する。
図５は、本実施の形態３に係る水処理装置の動作を示すフローチャートである。
図５に示すように、制御器５０は、電気化学セル１０の再生処理を実行する（スタート）と、導電率検知器４８から該導電率検知器４８が検知した導電率を取得する（ステップＳ１０１）。なお、制御器５０は、実施の形態１に係る水処理装置１００と同様に、記憶部に記憶されている電力の所定値が電気化学セル１０の電極に印加されるように、電源２０を制御し、第２水流路２２を通流する水の流量が、記憶部に記憶されている流量の所定値となるように、流量調整器４０を制御する。なお、制御器５０は、再生処理を実行してから経過した時間が、記憶部に記憶されている再生時間の所定値となれば、再生処理を終了する。
次に、制御器５０は、ステップＳ１０１で取得した導電率が、第１閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、第１閾値は、あらかじめ実験等で求められるものであり、再生処理を効率よく実行する観点から、再生の使用水の導電率＋０．２ｍＳ／ｃｍ以上であってもよく、電気化学セル１０等でスケールが発生することを抑制する観点から、５．０ｍＳ／ｃｍ以下であってもよい。
制御器５０は、ステップＳ１０１で取得した導電率が、第１閾値未満である場合（ステップＳ１０２でＮｏ）には、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１で取得した導電率が、第１閾値以上になるまで、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２を繰り返す。一方、制御器５０は、ステップＳ１０１で取得した導電率が、第１閾値以上である場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）には、ステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３では、制御器５０は、電源２０を調整する。具体的には、制御器５０は、電源２０から電気化学セル１０の電極１４Ａ及び電極１４Ｂに印加している電力（電圧及び／又は電流）を記憶部に記憶されている所定値よりも小さくなるように、かつ、電源２０の作動時間を延長するように、電源２０を制御する。
次に、制御器５０は、流量調整器４０を制御し（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０１に戻る。具体的には、制御器５０は、第２水流路２２を通流する水の流量が、記憶部に記憶されている所定値以下になるように、流量調整器４０を制御する。
このように構成された、本実施の形態３に係る水処理装置１００であっても、実施の形態１に係る水処理装置１００と同様の作用効果を奏する。
また、本実施の形態３に係る水処理装置１００では、制御器５０が、電気化学セル１０の再生処理時に、導電率が第１閾値未満となるように、電源２０及び流量調整器４０を制御している。このため、実施の形態１に係る水処理装置１００に比して、より電気化学セル１０等でスケールが発生することを抑制することができ、再生処理時に排出する水量を減少させることができ、効率よく再生処理を実行することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態４に係る水処理装置は、第２水流路を通流する水のｐＨを検知するｐＨ検知器をさらに備え、制御器は、ｐＨ検知器が検知するｐＨが第２閾値未満となるように、電源から電極へ供給する電力及び流量調整器により第２水流路を通流する水の流量を制御する。
本実施の形態４に係る水処理装置は、第２水流路を通流する水のｐＨを検知するｐＨ検知器をさらに備え、制御器は、ｐＨ検知器が検知するｐＨが第２閾値未満となるように、電源から電極へ供給する電力及び流量調整器により第２水流路を通流する水の流量を制御する。
以下、本実施の形態４の水処理装置の一例について、図６及び図７を参照しながら説明する。
［水処理装置の構成］
図６は、本実施の形態４に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。
図６は、本実施の形態４に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。
図６に示すように、本実施の形態４に係る水処理装置は、実施の形態１に係る水処理装置１００と基本的構成は同じであるが、ｐＨ検知器４９をさらに備える点が異なる。ｐＨ検知器４９は、第２水流路２２における流量調整器４０が設けられている部分よりも上流側の流路に設けられている。
ｐＨ検知器４９は、第２水流路２２を通流する水のｐＨを検知して、検知したｐＨを制御器５０に出力することができれば、どのような形態であってもよく、例えば、公知のｐＨ検知計を用いてもよい。
［水処理装置の動作及び作用効果］
次に、本実施の形態４に係る水処理装置１００の動作について、図６及び図７を参照しながら説明する。なお、以下においては、電気化学セル１０の陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理について、説明する。
次に、本実施の形態４に係る水処理装置１００の動作について、図６及び図７を参照しながら説明する。なお、以下においては、電気化学セル１０の陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理について、説明する。
図７は、本実施の形態４に係る水処理装置の動作を示すフローチャートである。
図７に示すように、制御器５０は、電気化学セル１０の再生処理を実行する（スタート）と、ｐＨ検知器４９から該ｐＨ検知器４９が検知したｐＨを取得する（ステップＳ２０１）。なお、制御器５０は、実施の形態１に係る水処理装置１００と同様に、記憶部に記憶されている電力の所定値が電気化学セル１０の電極に印加されるように、電源２０を制御し、第２水流路２２を通流する水の流量が、記憶部に記憶されている流量の所定値となるように、流量調整器４０を制御する。なお、制御器５０は、再生処理を実行してから経過した時間が、記憶部に記憶されている再生時間の所定値となれば、再生処理を終了する。
次に、制御器５０は、ステップＳ２０１で取得したｐＨが、第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、第２閾値は、あらかじめ実験等で求められるものであり、再生処理を効率よく実行する観点から、再生の使用水のｐＨよりも大きければよく、電気化学セル１０等でスケールが発生することを抑制する観点から、例えば、１２以下であってもよい。
制御器５０は、ステップＳ２０１で取得したｐＨが、第２閾値未満である場合（ステップＳ２０２でＮｏ）には、ステップＳ２０１に戻り、ステップＳ２０１で取得したｐＨが、第２閾値以上になるまで、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２を繰り返す。一方、制御器５０は、ステップＳ２０１で取得したｐＨが、第２閾値以上である場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）には、ステップＳ２０３に進む。
ステップＳ２０３では、制御器５０は、電源２０を調整する。具体的には、制御器５０は、電源２０から電気化学セル１０の電極１４Ａ及び電極１４Ｂに印加している電力（電圧及び／又は電流）を記憶部に記憶されている所定値よりも小さくなるように、かつ、電源２０の作動時間を延長するように、電源２０を制御する。
次に、制御器５０は、流量調整器４０を制御し（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０１に戻る。具体的には、制御器５０は、第２水流路２２を通流する水の流量が、記憶部に記憶されている所定値以下になるように流量調整器４０を制御する。
このように構成された、本実施の形態４に係る水処理装置１００であっても、実施の形態１に係る水処理装置１００と同様の作用効果を奏する。
また、本実施の形態４に係る水処理装置１００では、制御器５０が、電気化学セル１０の再生処理時に、ｐＨが第２閾値未満となるように、電源２０及び流量調整器４０を制御している。このため、実施の形態１に係る水処理装置１００に比して、より電気化学セル１０等でスケールが発生することを抑制することができ、再生処理時に排出する水量を減少させることができ、効率よく再生処理を実行することができる。
（実施の形態５）
本実施の形態５に係る水処理装置は、制御器が、再生処理をするときに、流入口に軟水を供給するように軟水供給器を制御し、かつ、電極へ供給する電力を第３閾値よりも小さい電力で供給するように電源を制御し、第２水流路を通流する水の流量を第４閾値よりも小さくなるように流量調整器を制御し、その後、電極へ供給する電力を第３閾値以上の電力で供給するように電源を制御し、第２水流路を通流する水の流量を第４閾値以上になるように流量調整器を制御する。
本実施の形態５に係る水処理装置は、制御器が、再生処理をするときに、流入口に軟水を供給するように軟水供給器を制御し、かつ、電極へ供給する電力を第３閾値よりも小さい電力で供給するように電源を制御し、第２水流路を通流する水の流量を第４閾値よりも小さくなるように流量調整器を制御し、その後、電極へ供給する電力を第３閾値以上の電力で供給するように電源を制御し、第２水流路を通流する水の流量を第４閾値以上になるように流量調整器を制御する。
以下、本実施の形態５に係る水処理装置の一例について、図８を参照しながら説明する。なお、本実施の形態５に係る水処理装置の構成は、実施の形態１に係る水処理装置の構成と同じであるので、その詳細な説明は省略する。また、以下においては、電気化学セル１０の陰イオン交換基１５Ａ及び陽イオン交換基１５Ｂの再生処理について、説明する。
［水処理装置の動作］
図８は、本実施の形態５に係る水処理装置の動作を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、制御器５０の演算処理部が、記憶部に記憶されているあるプログラムを実行すすることで、実行される。
図８は、本実施の形態５に係る水処理装置の動作を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、制御器５０の演算処理部が、記憶部に記憶されているあるプログラムを実行すすることで、実行される。
図８に示すように、制御器５０は、第１弁４１を閉止させて、第２弁４２を開放する（ステップＳ３０１）。ついで、制御器５０は、ポンプ３２を作動させる（ステップＳ３０２）。これにより、タンク３１内に貯えられている軟水が、第３水流路２３を通流して、第１水流路２１に供給され、該第１水流路２１を通流する原水と共に、流入口１１に供給される。
次に、制御器５０は、電源２０及び流量調整器４０を制御する（ステップＳ３０３）。具体的には、制御器５０は、電源２０から電気化学セル１０の電極１４Ａ及び電極１４Ｂに印加している電力（電圧及び／又は電流）を記憶部に記憶されている第３閾値よりも小さくなるように、電源２０を制御する。ここで、第３閾値は、あらかじめ実験等で求めることができ、カルシウムイオンが大量に脱離することを抑制し、過電流が発生することを抑制する観点から、電流として０．１〜４０Ａと規定してもよい。
また、制御器５０は、第２水流路２２を通流する水の流量が、記憶部に記憶されている第４閾値よりも小さくなるように、流量調整器４０を制御する。ここで、第４閾値は、あらかじめ実験等で求めることができ、カルシウムイオンが大量に脱離することを抑制し、過電流が発生することを抑制する観点から、０．５〜３０Ｌ／ｍｉｎと規定してもよい。
次に、制御器５０は、ステップＳ３０３で電源２０及び流量調整器４０を制御してから経過した時間を計時する（ステップＳ３０４）。ついで、制御器５０は、ステップＳ３０３から経過した時間が第１所定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ３０５）。ここで、第１所定時間は、あらかじめ実験等で求めることができ、電気化学セル１０等でスケールの発生を抑制する観点から、１ｍｉｎ〜６０ｍｉｎであってもよく、再生処理を効率よく実行する観点から、２ｍｉｎ〜２０ｍｉｎであってもよい。
制御器５０は、ステップＳ３０３から経過した時間が第１所定時間を経過していない場合（ステップＳ３０５でＮｏ）には、ステップＳ３０３から経過した時間が第１所定時間を経過するまで、ステップＳ３０４及びステップＳ３０５を繰り返す。一方、制御器５０は、ステップＳ３０３から経過した時間が第１所定時間を経過した場合（ステップＳ３０５でＹｅｓ）には、ステップＳ３０６に進む。
ステップＳ３０６では、制御器５０は、電源２０から電気化学セル１０の電極１４Ａ及び電極１４Ｂに印加している電力（電圧及び／又は電流）を第３閾値以上になるように、電源２０を制御し、第２水流路２２を通流する水の流量が、第４閾値以上になるように、流量調整器４０を制御する。
なお、制御器５０は、第２水流路２２を通流する水の導電率を検知する導電率検知器を備えている場合に、該導電率検知器が検知した導電率が低い場合には、第２水流路２２を通流する水の流量が、第４閾値以下になるように、流量調整器４０を制御してもよい。
次に、制御器５０は、ステップＳ３０６で電源２０及び流量調整器４０を制御してから経過した時間を計時する（ステップＳ３０７）。ついで、制御器５０は、ステップＳ３０６から経過した時間が第２所定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ３０８）。ここで、第２所定時間は、あらかじめ実験等で求めることができ、電気化学セル１０のイオン交換膜の再生を充分に実行する観点から、１ｍｉｎ〜６０ｍｉｎであってもよい。再生処理を効率よく実行する観点から、２ｍｉｎ〜２０ｍｉｎであってもよい。
制御器５０は、ステップＳ３０６から経過した時間が第２所定時間を経過していない場合（ステップＳ３０８でＮｏ）には、ステップＳ３０６から経過した時間が第２所定時間を経過するまで、ステップＳ３０７及びステップＳ３０８を繰り返す。一方、制御器５０は、ステップＳ３０６から経過した時間が第２所定時間を経過した場合（ステップＳ３０８でＹｅｓ）には、本プログラム（再生処理）を終了する。その後、制御器５０は、軟水処理を実行してもよく、電気化学セル１０の電極１４Ａ及び電極１４Ｂへの電力の供給を停止して、水処理装置を停止させてもよい。
［水処理装置の作用効果］
次に、本実施の形態５に係る水処理装置の作用効果について、図８及び図９を参照しながら説明する。
次に、本実施の形態５に係る水処理装置の作用効果について、図８及び図９を参照しながら説明する。
図９は、本実施の形態５に係る水処理装置を用いて、再生処理を実行したときに、処理時間と、第２水流路から排出される水に含まれるカルシウムイオン濃度と、の関係を示すグラフである。
図９に示すように、電気化学セル１０に原水のみを供給し、再生処理開始から終了まで、電源２０から電極１４Ａ及び電極１４Ｂに印加する電力を第３閾値以上とし、第２水流路２２を通流する水の流量を第４閾値以上とした場合（図９の一点鎖線）には、再生処理を開始した後、陰イオン交換基１５Ｂに吸着していたカルシウムイオンが、大量に原水中に放出される。このため、第２水流路から排出される水に含まれるカルシウムイオン濃度が、スケールが析出するカルシウム濃度以上となり、電気化学セル１０等でスケールが析出するおそれがある。
しかしながら、電気化学セル１０に原水のみを供給し、再生処理開始から第１所定時間が経過するまでは、電源２０から供給される電力を第３閾値未満とし、水の流量を第４閾値未満とし、第１所定時間経過後に、電源２０から供給される電力を第３閾値以上とし、水の流量を第４閾値以上とした場合（図９の破線）には、再生処理を開始した後、陰イオン交換基１５Ｂに吸着していたカルシウムイオンの放出が抑制される。このため、第２水流路から排出される水に含まれるカルシウムイオン濃度が、スケールが析出するカルシウム濃度以上になることがなく、スケールの析出を抑制することができる。
そして、本実施の形態５に係る水処理装置１００のように、電気化学セル１０に原水と軟水の両方を供給し、再生処理開始から第１所定時間が経過するまでは、電源２０から供給される電力を第３閾値未満とし、水の流量を第４閾値未満とし、第１所定時間経過後に、電源２０から供給される電力を第３閾値以上とし、水の流量を第４閾値以上とした場合（図９の実線）には、電気化学セル１０に供給される水の硬度及び導電率を原水に比して低くすることができる。このため、原水のみを供給している場合（図９の破線）に比して、第２水流路から排出される水に含まれるカルシウムイオン濃度を、より低くすることができる。
このため、本実施の形態５に係る水処理装置１００では、実施の形態１に係る水処理装置１００に比して、電気化学セル１０等内でスケールの発生をより抑制することができる。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の形態を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の要旨を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
本発明に係る水処理装置によれば、イオン交換膜の再生時に、電気化学セル内に供給する水の硬度及び導電率を下げることができ、スケールの発生を抑制することができるので、水処理の分野で有用である。
１０ 電気化学セル
１０Ａ 電気化学セル
１０Ｂ 電気化学セル
１１ 流入口
１２ 流出口
１３ ケーシング
１４Ａ 電極
１４Ｂ 電極
１５ イオン交換膜
１５Ａ 陰イオン交換基
１５Ｂ 陽イオン交換基
２０ 電源
２１ 第１水流路
２２ 第２水流路
２３ 第３水流路
２４ 第４水流路
２５ 第５水流路
２６ 第６水流路
２７ 第７水流路
２８ 第８水流路
２９ 第９水流路
３０ 第１０水流路
３１ タンク
３２ ポンプ
３３ スケール抑制剤供給器
３８ スケール抑制剤
４０ 流量調整器
４１ 第１弁
４２ 第２弁
４３ 第３弁
４４ 第４弁
４５ 第５弁
４６ 第６弁
４７ 第７弁
４８ 導電率検知器
４９ ｐＨ検知器
５０ 制御器
６０ 入力装置
１００ 水処理装置
１０Ａ 電気化学セル
１０Ｂ 電気化学セル
１１ 流入口
１２ 流出口
１３ ケーシング
１４Ａ 電極
１４Ｂ 電極
１５ イオン交換膜
１５Ａ 陰イオン交換基
１５Ｂ 陽イオン交換基
２０ 電源
２１ 第１水流路
２２ 第２水流路
２３ 第３水流路
２４ 第４水流路
２５ 第５水流路
２６ 第６水流路
２７ 第７水流路
２８ 第８水流路
２９ 第９水流路
３０ 第１０水流路
３１ タンク
３２ ポンプ
３３ スケール抑制剤供給器
３８ スケール抑制剤
４０ 流量調整器
４１ 第１弁
４２ 第２弁
４３ 第３弁
４４ 第４弁
４５ 第５弁
４６ 第６弁
４７ 第７弁
４８ 導電率検知器
４９ ｐＨ検知器
５０ 制御器
６０ 入力装置
１００ 水処理装置
Claims (8)
- 流入口及び流出口が設けられたケーシング、前記ケーシング内に配置され、陽極と陰極が対向するように配置された電極、及び前記陽極と前記陰極の間に配置され、陽イオン交換基及び陰イオン交換基を有するイオン交換膜を備える電気化学セルと、
前記電極に電力を供給する電源と、
前記流入口に接続されている第１水流路と、
前記流出口に接続されている第２水流路と、
前記流入口に軟水を供給する軟水供給器と、
前記第２水流路に設けられ、該第２水流路を通流する水の流量を調整する流量調整器と、
前記陽イオン交換基及び前記陰イオン交換基の再生処理を実行するときに、前記電源から前記電極へ供給する電力及び前記流量調整器により前記第２水流路を通流する水の流量を制御し、前記流入口に前記軟水を供給するように前記軟水供給器を制御する制御器と、を備える、水処理装置。 - 前記軟水供給器は、前記電気化学セルにより軟水処理された水を貯えるタンクと、該タンクから前記流入口に前記軟水を送出するポンプと、を備える、請求項１に記載の水処理装置。
- 前記水処理装置は、複数の前記電気化学セルを備え、
前記軟水供給器は、前記再生処理を実行する電気化学セルとは異なる電気化学セルで構成されている、請求項１又は２に記載の水処理装置。 - 前記再生処理を実行するときに、前記流入口にスケール抑制剤を供給するスケール抑制剤供給器をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理装置。
- 前記第２水流路を通流する水の導電率を検知する導電率検知器をさらに備え、
前記制御器は、前記導電率検知器が検知する導電率が第１閾値未満となるように、前記電源から前記電極へ供給する電力及び前記流量調整器により前記第２水流路を通流する水の流量を制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水処理装置。 - 前記第２水流路を通流する水のｐＨを検知するｐＨ検知器をさらに備え、
前記制御器は、前記ｐＨ検知器が検知するｐＨが第２閾値未満となるように、前記電源から前記電極へ供給する電力及び前記流量調整器により前記第２水流路を通流する水の流量を制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理装置。 - 前記制御器は、前記再生処理をするときに、前記流入口に前記軟水を供給するように前記軟水供給器を制御し、かつ、
前記電極へ供給する電力を第３閾値よりも小さい電力で供給するように前記電源を制御し、前記第２水流路を通流する水の流量を第４閾値よりも小さくなるように前記流量調整器を制御し、
その後、前記電極へ供給する電力を第３閾値以上の電力で供給するように前記電源を制御し、前記第２水流路を通流する水の流量を第４閾値以上になるように前記流量調整器を制御する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水処理装置。 - 流入口及び流出口が設けられたケーシング、前記ケーシング内に配置され、陽極と陰極が対向するように配置された電極、及び前記陽極と前記陰極の間に配置され、陽イオン交換基及び陰イオン交換基を有するイオン交換膜を備える電気化学セルと、前記電極に電力を供給する電源と、前記流入口に接続されている第１水流路と、前記流出口に接続されている第２水流路と、を備える、水処理装置の運転方法であって、
前記水処理装置は、
前記流入口に軟水を供給する軟水供給器と、
前記第２水流路に設けられ、該第２水流路を通流する水の流量を調整する流量調整器と、をさらに備え、
前記電源が前記電極へ供給する電力を調整する（Ａ）と、
前記流量調整器が前記第２水流路を通流する水の流量を制御する（Ｂ）と、
前記軟水供給器が前記流入口に前記軟水を供給する（Ｃ）と、を実行する、水処理装置の運転方法。
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Cited By (1)
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