JP2018103098A

JP2018103098A - 軟水化装置および軟水化方法

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Publication number: JP2018103098A
Application number: JP2016251540A
Authority: JP
Inventors: 一寿有田; Kazutoshi Arita
Original assignee: Aqua Techno System Co Ltd
Current assignee: Aqua Techno System Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: JP6320502B1

Abstract

【課題】軟水機による軟水化をできるだけ継続することで、信頼性の高い軟水化装置および軟水化方法を提供する。【解決手段】水道水の硬度を測定する原水用硬度計３０１が、軟水機３０２が許容する硬度の範囲であり、軟水機３０２よる処理水と軟水機３０２を迂回するバイパス管Ｌ４からの未処理水との混合水を測定する混合水用硬度計３０５が、目標値よりも軟水である場合に、混合水の流量が一定となるように、制御装置４０が、軟水機３０２への流量を調整する第１バルブ３０３の開度を下げると共に、バイパス管Ｌの流量を調整する第２バルブ３０４の開度を上げる。また、原水用硬度計３０１が、軟水機３０２が許容する硬度の範囲であり、混合水用硬度計３０５が、目標値よりも硬水である場合、制御装置４０が、第２バルブ３０４を閉鎖すると共に、第１バルブ３０３の開度を減らす。このようにして、混合水用硬度計３０５の硬度を目標値に調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、原水を軟水化する軟水化装置および軟水化方法に関するものである。

軟水機は、原水を導入して軟水化することで需要者に軟水を供給するものである。しかし、軟水機が軟水化し過ぎると、軟水機からのナトリウムイオンが多く含まれる処理水が、需要者に供給されることにより、ボイラーや給湯器に金属腐食が発生する。
軟水機が軟水化し過ぎたときに、軟水機が軟水化した処理水に、軟水機をバイパスした原水を加えて、硬度を調整する従来の軟水化装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の「軟化装置用の改造可能な制御ユニット」には、未処理水の水硬度または混合水の水硬度を判定するセンサと、軟化装置からの第１部分流およびバイパス管路を流れる第２部分流を混合した混合水の流れとするように自動調整可能な混合手段と、混合水の流れの水硬度が所定の所望値に調整されるように、判定された水硬度によって混合手段の調整位置を再調整するように構成された電子制御手段とを備えたものである。

特開２０１１−５３０３９５号公報

特許文献１に記載の従来の軟水化装置では、瞬間的な未処理水の硬度が、制御手段において常に判定され、これに応じて部分流の瞬間的な所望の比が調整される。そして、バイパス管に設けられた弁の調整位置もまた、瞬間的な各部分流の間の実際の比が、瞬間的な所望の比に対応すると共に、混合水の流れの予め決められた所望の水硬度が常に保持されるように常に再調整されると記載されている。

従って、特許文献１に記載の従来の軟水化装置では、軟水化し過ぎた場合にはバイパス管からの原水を増加させ、軟化装置（軟水機）による軟水の硬度を低下させることで、混合水の硬度の状態を維持している。しかし、反対に、軟水機の処理能力が低下したために、軟水機からの水の硬度が高くなってしまった場合では、原水と処理水との比により調整しようとすると、軟水機への流量を増やしてしまうため、処理能力が低下した軟水機では軟化できずにそのまま流れてしまい対策にならない。
このとき、特許文献１に記載の従来の軟水化装置では、軟水機の再生を行うことが記載されているが、軟水機の再生を行うと、暫く軟水化処理が行えない。そのため、需要者が必要とする硬度の処理水が供給できなくなってしまう。

そこで本発明は、軟水機による軟水化をできるだけ継続することで、信頼性の高い軟水化装置および軟水化方法を提供することを目的とする。

本発明の軟水化装置は、原水を軟水化する軟水化ユニットと前記軟水化ユニットを制御する制御装置とを備え、前記軟水化ユニットは、前記原水を軟水化する軟水機と、前記軟水機への流量を調整する第１バルブと、前記軟水機を迂回するバイパス管に設けられ、前記バイパス管に流れる流量を調整する第２バルブと、前記軟水機からの処理水と前記バイパス管からの未処理水との混合水の硬度を測定する混合水用硬度計とを備え、前記制御装置は、前記混合水用硬度計が示す硬度が目標値よりも硬水であることを示す場合に、前記第２バルブを閉鎖すると共に、前記第１バルブの開度を減らして、前記混合水用硬度計が示す硬度を目標値に調整する機能を備えたことを特徴とする。

本発明の軟水化方法は、軟水機からの処理水と前記軟水機を迂回するバイパス管からの未処理水との混合水の硬度を測定する混合水用硬度計が混合水用硬度計目標値よりも硬水であることを示す場合に、制御装置が、前記バイパス管に流れる流量を調整する第２バルブを閉鎖すると共に、前記軟水機への流量を調整する第１バルブの開度を減らして、前記混合水用硬度計が示す硬度を目標値に調整するステップを含むことを特徴とする。

本発明によれば、混合水用硬度計が軟水化の目標値よりも硬水である場合に、制御装置は、第２バルブを閉鎖すると共に第１バルブの開度を減らす。これにより、バイパス管からの未処理水の混合を抑止すると共に、軟水機への流量が減少するため、軟水機の処理量を減少させることができる。従って、軟水機に低下した処理能力の範囲で、軟水化を継続させることができる。

前記軟水機は、前記軟水機内のイオン交換樹脂の再生機能を有し、前記制御装置は、前記第１バルブの開度を減らして、前記軟水機への流量を前記軟水機について規定された最低流量としても、前記混合水用硬度計が示す硬度が目標値とならない場合、前記軟水機に再生処理を指示する機能を備えることができる。制御装置が第１バルブの開度を減らして、軟水機に流入する原水の流量を最低流量としても、軟水機からの処理水が、混合水用硬度計による測定で目標値に至らない硬水の状態であった場合に、制御装置は軟水機に再生処理を指示する。そうすることで、軟水機が軟水の最低流量も処理できないくらい能力が低下したときに、軟水機の軟水化の能力を最大限引き出すことができる。

前記軟水化ユニットが、一対設けられ、前記一対の軟水化ユニットへの原水の通水状態を、それぞれ切り替える一対の第３バルブを備え、前記制御装置は、前記一対の軟水化ユニットのいずれか一方に再生処理を指示するときに、一方の前記軟水化ユニットへの原水を止めるために前記一方の第３バルブを閉鎖すると共に、他方の前記軟水化ユニットに原水を流すために前記他方の第３バルブを開放する機能を備えることができる。
制御装置が、一方の第３バルブを閉鎖すると共に、他方の第３バルブを開放する。そうすることで、一方の第１軟水化ユニットへの原水が止まり、他方の軟水化ユニットに原水が流れる。従って、一方の軟水化ユニットから他方の軟水化ユニットへ運用を切り替えることができるので、硬水の軟水化を停めることなく、需要者に軟水を供給することができる。

前記軟水化ユニットが、一対設けられ、前記一対の軟水化ユニットのうちの一方の軟水化ユニットからの処理水を他方の軟水化ユニットへの原水として流入させる第４バルブを備えることができる。第４バルブが、一方の軟水化ユニットからの処理水を他方の軟水化ユニットへの原水として流入させるため、一方の軟水化ユニットと他方の軟水化ユニットとを直列化することができる。

前記原水の硬度を測定する原水用硬度計と、原水を硬水化する硬水化用添加材を混合する硬水化装置とを備え、前記制御装置は、前記原水用硬度計が、前記軟水機による軟水化が必要であるとする硬度より軟水であることを示す場合に、原水に前記硬水化装置に硬水化用添加材を混合させるよう指示する機能を備えてもよい。そうすることで、原水が軟水機による軟水化が必要であるとする硬度より軟水であっても、硬水化装置により硬水化用添加材を混合することで、需要者が要求する硬度の軟水とすることができる。

前記軟水機からの処理水と前記バイパス管からの未処理水との混合水を前記軟水機に戻す第５バルブを備え、前記制御装置は、前記硬水化装置により、原水を硬水化する硬水化用添加材を混合したときに、前記混合水用硬度計が目標値よりも硬水であることを示す場合に、前記第５バルブにより前記混合水を前記軟水機へ戻す機能を備えていてもよい。そうすることで、硬水化装置により原水に硬水化用添加材を混合して硬水化して過ぎても、軟水機を通すことにより、目標値内の軟水とすることができ、需要者に硬水となった水を供給することを防止することができる。

本発明によれば、軟水機による軟水化が劣化しても、軟水機への流量を減少させることにより軟水機の処理量を減少させることができるため、軟水機に低下した処理能力の範囲で、軟水化を継続させることができる。よって、本発明は、軟水機による軟水化をできるだけ継続することにより、高い信頼性を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る軟水化装置の構成を示す図である。図１に示す軟水化装置の制御装置による軟水化方法を説明するためのフローチャートである。図１に示す軟水化装置の第１軟水化ユニットに水道水を流入させ、軟水化し過ぎた場合に、処理水に未処理水を混合させる状態を説明するための図である。図１に示す軟水化装置の第１軟水化ユニットから第２軟水化ユニットに運用を切り替えた状態を説明するための図である。図１に示す軟水化装置の第１軟水化ユニットと第２軟水化ユニットとを直列化した状態を説明するための図である。図１に示す軟水化装置の制御装置による硬度が目標値未満であったときに実行される硬水化処理を説明するためのフローチャートである。

本発明の実施の形態に係る軟水化装置を図面に基づいて説明する。
図１に示す軟水化装置１０は、原水である水道水を貯留する原水タンク２０と、原水タンク２０からの原水を軟水化する一対の軟水化ユニット３０（第１軟水化ユニット３１，第２軟水化ユニット３２）と、軟水化ユニット３０を制御する制御装置４０と、２台の軟水化ユニット３０にて処理された処理水を貯留する処理水タンク５０とを備えている。

原水タンク２０は、第１軟水化ユニット３１および第２軟水化ユニット３２の流入側に、それぞれ、配管Ｌ１１，Ｌ１２により接続されている。

軟水化ユニット３０（第１軟水化ユニット３１，第２軟水化ユニット３２）は、原水用硬度計３０１と、軟水機３０２と、第１バルブ３０３と、第２バルブ３０４と、混合水用硬度計３０５と、流量計３０６と、逆止弁３０７と、硬水化装置の一例である消石灰溶液注入機３０８と、第５バルブ３０９とを備えている。

原水用硬度計３０１は、原水タンク２０からの配管Ｌ１１と、軟水機３０２への配管Ｌ６から分岐するバイパス管Ｌ４への分流点Ｐ１との間に設けられていることで、原水の硬度を測定するものである。
原水用硬度計３０１は、水質を測定して硬度を数値により出力する軟水、硬水測定器である。原水用硬度計３０１は、軟水であれば低い値、硬水であれば高い値が出力される。原水用硬度計３０１は、一般的に市販されているものが使用できる。

軟水機３０２は、原水の中に含まれるマグネシウムイオンおよびカルシウムイオンなどを、イオン交換樹脂によりナトリウムイオンに置換して軟水化して、軟水（処理水）とするものである。軟水機３０２は、イオン交換樹脂に塩化ナトリウムを投入して再生する機能を有している。

第１バルブ３０３は、分流点Ｐ１と軟水機３０２（流量計３０６）との間に設けられ、軟水機３０２への流量を調整するものである。
第２バルブ３０４は、軟水機３０２を迂回するバイパス管Ｌ４に設けられ、バイパス管Ｌ４に流れる流量を調整して、原水を未処理水として合流点Ｐ２へ流すものである。
混合水用硬度計３０５は、逆止弁３０７からの配管Ｌ５とバイパス管Ｌ４との合流点Ｐ２と、第４バルブＶ４１との間に設けられている。混合水用硬度計３０５は、原水用硬度計３０１と同様のものが使用できる。混合水用硬度計３０５は、軟水機３０２からの処理水とバイパス管Ｌ４からの未処理水との混合水の硬度を測定するものである。

流量計３０６は、第１バルブ３０３と軟水機３０２との間の配管Ｌ６に設けられている。流量計３０６は、軟水化３０２に流入する原水の流量を測定するものである。
逆止弁３０７は、軟水機３０２と合流点Ｐ２との間に設けられている。逆止弁３０７は、軟水機３０２からの処理水は混合水用硬度計３０５へ向けて通過させるが、バイパス管Ｌ４からの未処理水は軟水機３０２へ通過させないようにするものである。

消石灰溶液注入機３０８は、制御装置４０からの指示により、原水に硬水化用添加材である消石灰溶液を添加して、原水を硬水化する機能を備えている。
第５バルブ３０９は、制御装置４０からの指示により、混合水用硬度計３０５により測定された水を、処理水タンク５０（第４バルブＶ４１，Ｖ４２）側となる順方向に流したり、軟水機３０２の上流側となる戻り方向へ流したりする三方弁である。

原水タンク２０に接続された配管Ｌ１１には、第１軟水化ユニット３１への原水の通水状態を切り替える第３バルブＶ３１が設けられている。また、原水タンク２０に接続された配管Ｌ１２には、第２軟水化ユニット３２への原水の通水状態を切り替える第３バルブＶ３２が設けられている。
処理水タンク５０は、第１軟水化ユニット３１および第２軟水化ユニット３２の流出側に、配管Ｌ２１，Ｌ２２により接続されている。
配管Ｌ２１には、三方弁である第４バルブＶ４１が設けられている。また、配管Ｌ２２には、三方弁である第４バルブＶ４２が設けられている。

制御装置４０は、原水用硬度計３０１および混合水用硬度計３０５からの硬度を示す硬度信号と、流量計３０６からの流量を示す流量信号を受信して、第１バルブ３０３および第２バルブ３０４の流量を調整したり、第３バルブＶ３１，Ｖ３２および第４バルブＶ４１，Ｖ４２との開放または閉鎖を指示したりして、軟水化ユニット３０を制御するものである。

第１軟水化ユニット３１に接続された配管Ｌ１１は、分岐管Ｌ３２により、第２軟水化ユニット３２の流出側の第４バルブＶ４２に接続されている。
第２軟水化ユニット３２に接続された配管Ｌ１２は、分岐管Ｌ３１により、第１軟水化ユニット３１の流出側の第４バルブＶ４１に接続されている。

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る軟水化装置１０の動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、まずは、第１軟水化ユニット３１を稼働させ、第２軟水化ユニット３２は停止させた状態から始める。そのため、制御装置４０は、第３バルブＶ３１を開放し、第３バルブＶ３２を閉鎖する。
また、制御装置４０は、第１バルブ３０３は全開した状態とし、第２バルブ３０４は閉鎖した状態とする。

更に、制御装置４０は、第１軟水化ユニット３１側の第４バルブＶ４１を、第１軟水化ユニット３１からの処理水（混合水）が処理水タンク５０へ流れるようにする。また、制御装置４０は、第２軟水化ユニット３２側の第４バルブＶ４２を、配管Ｌ１１からの水道水が処理水タンク５０へ流れないように、第２軟水化ユニット３２からの処理水（混合水）が処理水タンク５０へ流れるようにする。

軟水化装置１０が、このような状態になっていれば、初期状態は完了である。
次に、市水から原水である水道水を原水タンク２０へ導入して貯留する。原水タンク２０に貯留された水道水は、配管Ｌ１１を流れ、第１軟水化ユニット３１へ流入する。
第１軟水化ユニット３１では、まず原水用硬度計３０１が、水道水の硬度を測定し、硬度信号として、制御装置４０へ出力することで、制御装置４０が硬度信号を入力する（ステップＳ１０）。
制御装置４０は、まず、軟水機３０２による軟水化が必要であるとする硬度より軟水であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。例えば、軟水機３０２による軟水化の目標値が、マグネシウムやカルシウムの含有量５ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌである場合には、制御装置４０は、原水用硬度計３０１が示す硬度が５ｍｇ／Ｌ未満か否かを判定する。

硬度が目標値未満であれば、水道水の硬度が軟水過ぎるため、後述する硬水化処理を行う（ステップＳ３０）。

ステップＳ２０にて、硬度が目標値未満でないと判断された場合には、ステップＳ４０へ移行する。水道水は、全開となった第１バルブ３０３を通って軟水機３０２へ流入する。また、分流点Ｐ１からバイパス管Ｌ４へ流入するが、第２バルブ３０４が閉鎖されているため、第２バルブ３０４によって合流点Ｐ２への流れは遮断される。
軟水機３０２へ流入した水道水は、軟水機３０２により軟水化されて逆止弁３０７を通過する。軟水機３０２を通過することにより軟水となった処理水は、混合水用硬度計３０５により硬度が測定される。

混合水用硬度計３０５により測定された硬度は、混合水用硬度計３０５から制御装置４０へ硬度信号として出力されることで、制御装置４０が硬度信号を入力する（ステップＳ４０）。
制御装置４０は、硬度信号に基づいて、軟水機３０２により軟水化された処理水の硬度が、軟水化の目標値、例えば、マグネシウムやカルシウムの含有量が５ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌの範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。
処理水の硬度が目標値である場合には、問題無いためステップＳ１０へ戻る。

次に、制御装置４０が、混合水用硬度計３０５からの硬度が目標値より軟水である第１状態であるか否かを判定する（ステップＳ６０）。第１状態であると判定された場合には、制御装置４０は次の処理を行う。
混合水の流量が一定となるように、第１バルブ３０３の開度を下げ、第２バルブ３０４の開度を上げることにより、軟水機３０２からの処理水に、バイパス管Ｌ４からの水道水（未処理水）を合流点Ｐ２にて混合する（ステップＳ７０）。そして、ステップＳ１０へ戻る。第１バルブ３０３の開度を下げ、第２バルブ３０４の開度を上げるステップＳ１０からステップＳ７０を繰り返すにより、混合水用硬度計３０５での硬度が目標値となるように、処理水と未処理水との混合が調整される（図３参照）。

このように第１バルブ３０３と第２バルブ３０４とを制御することで、軟水機３０２からの処理水の流量を減少させ、バイパス管Ｌ４からの水道水（未処理水）の流量を増加させて、処理水に対する水道水（未処理水）の混合比を高めることで、軟水化し過ぎた処理水の硬度を徐々に抑える。そうすることで、混合水の硬度を、目標値に近づかせることができ、そして、目標値に合致させることができる。

次に、軟水機３０２により軟水化された処理水の硬度が、目標値、例えば、２０ｍｇ／Ｌより大きく硬水である第２状態の場合には、制御装置４０が次の処理を行う。
制御装置４０は、第２バルブ３０４を閉鎖すると共に第１バルブ３０３の開度を減らして、混合水用硬度計３０５が示す硬度が目標値となるように調整する（ステップＳ８０）。

例えば、軟水機３０２の処理能力が低下して硬度が高くなったからといって、軟水機３０２への流量を増加させても、軟水機３０２が軟水化し切れずに排出してしまい、更に硬度が悪化してしまう。

しかし、制御装置４０が、第２バルブ３０４を閉鎖した状態とすることで、バイパス管Ｌ４から合流点Ｐ２への未処理水の混合を抑止し、第１バルブ３０３の開度を徐々に減らして、軟水機３０２の処理量を減少させることができるため、軟水機３０２に低下した処理能力の範囲で、軟水化を継続させることができる。
従って、軟水化装置１０は、軟水機３０２による軟水化をできるだけ継続できるため、高い信頼性を図ることができる。

第１バルブ３０３の開度は、軟水機への流量を、軟水機３０２について規定された最低流量まで減らせることができる。例えば、原水タンク２０からの水道水の供給量を１００％として、最低流量がその２０％であれば、第２バルブ３０４が閉鎖状態であるため、第１バルブ３０３の開度を２０％まで下げることにより、水道水を最低流量である２０％まで低下させて軟水機へ流入させることができる。

この最低流量は、需要者が要求する（必要とする）軟水の最低の流量とすることができる。そうすることで、軟水機への流量を減少させても最低流量が確保できれば、需要者はいままで通り軟水を使用することができるため、需要者に迷惑を掛けたり不都合を生じさせたりすることを防止することができる。

次に、制御装置４０は、流量計３０６が測定した流量を示す流量信号を、流量計３０６から入力して、軟水機３０２への流量が最低流量か否かを判定する（ステップＳ９０）。
軟水機３０２への流量が最低流量で無い場合には、まだ、軟水機３０２への流量を減少させることができるため、ステップＳ１０へ戻る。

次に、制御装置４０は、運用中の軟水化ユニット３０が再生処理にて復旧が不可であったか否かを判定する（ステップＳ１００）。この判断についての詳細は後述する。

制御装置４０が第１バルブ３０３の開度を徐々に減らして、軟水機３０２に流入する水道水の流量を最低流量としても、軟水機３０２からの処理水が、混合水用硬度計３０５による測定で目標値に至らない硬水の状態であった場合には、制御装置４０は軟水機３０２に再生処理を指示する。そうすることで、軟水機３０２が軟水の最低流量も処理できないくらい能力が低下したときに、軟水機３０２の軟水化の能力を最大限引き出すことができる。

このとき、制御装置４０は、第３バルブＶ３１を閉鎖すると共に、第３バルブＶ３２を開放する。そうすることで、原水タンク２０から第１軟水化ユニット３１へ流れる水道水が止まり、第２軟水化ユニット３２に水道水が流れることで、第１軟水化ユニット３１から第２軟水化ユニット３２へ運用を切り替える（ステップＳ１１０）。
第１軟水化ユニット３１による水処理から第２軟水化ユニット３２による水処理に切り替えることで、第２軟水化ユニット３２は、第１軟水化ユニット３１のときと同様に、水道水を軟水化して軟水を処理水タンク５０へ供給する（図４参照）。

このように、ステップＳ１１０にて、運用中であった一方の軟水化ユニット３０を待機状態に、待機中であった他方の軟水化ユニット３０が運用状態となるように、軟水化ユニット３０の運用を切り替え、待機中となった一方の軟水化ユニット３０に再生処理を行わせることにより、軟水化装置１０は、硬水の軟水化を停めることなく、需要者に軟水を供給することができる。

待機中となった一方の軟水化ユニット３０に再生処理が終われば、一方の軟水化ユニット３０に運用を戻すことができる。また、他方の軟水化ユニット３０に再生処理が必要となるまで、他方の軟水化ユニット３０を運用状態とし、一方の軟水化ユニット３０を待機状態としておくことができる。

ここで、ステップＳ１００にて、運用中の軟水化ユニット３０が再生処理にて復旧が不可と判定された場合を説明する。

ステップＳ１０からステップＳ１１０までを繰り返しているうちに、軟水機３０２のイオン交換樹脂が劣化して、軟水機３０２に対して再生処理を行っても、軟水化が低下したままとなるため、軟水機３０２への流量を最低流量まで減少させても、軟水機３０２からの処理水の硬度が一度も目標値に達しないままとなってしまった場合などである。従って、初めて第１軟水化ユニット３１を運用した場合や、再生処理により処理水が目標値に達して、その後に軟水化が低下した場合では、再生処理にて軟水機３０２は復旧する可能性がある。その場合には、ステップＳ１００の判定からステップＳ１２０へ移行する。

例えば、第１軟水化ユニット３１を再生処理している間、第２軟水化ユニット３２にて運用し、第１軟水化ユニット３１の再生処理が終了したため、第１軟水化ユニット３１を運用状態とし、第２軟水化ユニット３２を待機状態としたときに、ステップＳ１００にて第１軟水化ユニット３１の復旧が不可と判定された場合では、制御装置４０は次の処理を行う。

第２軟水化ユニット３２は待機状態であるため、第３バルブＶ３２は閉鎖されている。また、第２軟水化ユニット３２側の第４バルブＶ４２は、第２軟水化ユニット３２からの配管Ｌ５と、処理水タンク５０への配管Ｌ２２とが連通している。
この状態で、制御装置４０は、第１軟水化ユニット３１側の第４バルブＶ４１を、配管Ｌ５と分岐管Ｌ３１が連通するように切り替える。従って、第１軟水化ユニット３１からの処理水（混合水）は、配管Ｌ５から分岐管Ｌ３１を通って、配管Ｌ１２に流れ、第２軟水化ユニット３２へ流入する（図５参照）。

このように、制御装置４０が、第１軟水化ユニット３１からの処理水を、第２軟水化ユニット３２の原水として流入させるように、第１軟水化ユニット３１と、第２軟水化ユニット３２とを直列化する（ステップＳ１２０）。そうすることで、第１軟水化ユニット３１が劣化して軟水化の性能が低下しても、第２軟水化ユニット３２により補うことができるため、安定した目標硬度を維持することができる。従って、軟水化装置１０は、更に、高い信頼性を図ることができる。

なお、本実施の形態では、軟水化ユニット３０として、第１軟水化ユニット３１と第２軟水化ユニット３２とを備えているが、第１軟水化ユニット３１だけを運用として使用するときには、ステップＳ１２０にて、軟水化ユニット３０を切り替えずに、再生処理のみを行って、ステップＳ１０に戻るようにしてもよい。

ここで、ステップＳ３０にて、硬度が目標値未満であったときに実行される硬水化処理について、図６に基づいて説明する。
原水用硬度計３０１が示す硬度が５ｍｇ／Ｌ未満であった場合、制御装置４０は、まず、第１バルブ３０３を閉鎖状態とし、第２バルブ３０４を開放状態とする（ステップＳ２１０）。そして、制御装置４０は、軟水機３０２に流入する原水に消石灰溶液を添加するよう消石灰溶液注入機３０８に指示する（ステップＳ２２０）。
そうすることで、原水の硬度が目標値を下回り、軟水化ユニット３０による軟水化が不要な状態でも、消石灰溶液注入機３０８に、原水に消石灰溶液を添加することで、原水の硬度を上昇させることができる。

次に、制御装置４０は、混合水用硬度計３０５からの硬度信号を入力して、混合水用硬度計３０５が示す硬度が目標値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２３０）。
混合水用硬度計３０５が示す硬度が目標値以内であった場合には、硬水化処理を終了する。そして、目標値以内であった処理水を第５バルブ３０９および第４バルブＶ４１を介して処理水タンク５０へ流す。

原水に消石灰溶液が添加されることにより、目標値２０ｍｇ／Ｌを超えてしまった場合には、制御装置４０は、まず、消石灰溶液注入機３０８の投入量を減らす（ステップＳ２４０）。そして、第５バルブ３０９による流れを、戻り方向へ切り替える（ステップＳ２５０）。
そうすることで、第５バルブ３０９からの水は、軟水機３０２へ戻り、軟水化処理されることで、目標値を下回る軟水であった原水も、消石灰溶液を添加することで、硬水化し過ぎてしまい、軟水化が必要になってしまっても、第５バルブ３０９により流れを切り替えて、軟水機３０２に戻すことにより、目標値内の軟水とすることができ、需要者に硬水となった水を供給することを防止することができる。

次に、ステップＳ２３０と同様に、制御装置４０は、第５バルブ３０９から軟水機３０２に戻し、再度、軟水機３０２にて処理された水と原水とが混合された混合水の硬度が、目標値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２６０）。
混合水の硬度が目標値より大きい場合には、ステップＳ２４０へ移行して、更に、消石灰溶液注入機３０８の投入量を減らす。

混合水の硬度が目標値内であれば、制御装置４０は、混合水が順方向（処理水タンク５０へ流す方向）に流れるよう、第５バルブ３０９を切り戻す（ステップＳ２７０）。
こうすることにより、原水が目標値を外れるような軟水であっても、需要者に対して適正な水を供給することができる。

本実施の形態では、原水は水道水としたが、飲水以外に、需要者の用途に合わせて、様々な水が使用できる。例えば、原水は、川や池、湖、井戸水から取水した未処理水、工業用水道からの工業用水などとすることができる。需要者が飲料水とすれのであれば、原水は水道水が衛生的に望ましい。

本発明の軟水化装置は、マンションやアパートなど集合住宅、各種の施設など、水を、飲料水や入浴水、冷却水、循環水等として使用するところに好適である。

１０軟水化装置
２０原水タンク
３０軟水化ユニット
３１第１軟水化ユニット
３２第２軟水化ユニット
３０１原水用硬度計
３０２軟水機
３０３第１バルブ
３０４第２バルブ
３０５混合水用硬度計
３０６流量計
３０７逆止弁
３０８消石灰溶液注入機
３０９第５バルブ
４０制御装置
５０処理水タンク
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ５，Ｌ６配管
Ｌ３１，Ｌ３２分岐管
Ｌ４バイパス管
Ｖ３１，Ｖ３２第３バルブ
Ｖ４１，Ｖ４２第４バルブ
Ｐ１分流点
Ｐ２合流点

Claims

原水を軟水化する軟水化ユニットと前記軟水化ユニットを制御する制御装置とを備え、
前記軟水化ユニットは、
前記原水を軟水化する軟水機と、前記軟水機への流量を調整する第１バルブと、前記軟水機を迂回するバイパス管に設けられ、前記バイパス管に流れる流量を調整する第２バルブと、前記軟水機からの処理水と前記バイパス管からの未処理水との混合水の硬度を測定する混合水用硬度計とを備え、
前記制御装置は、前記混合水用硬度計が示す硬度が目標値よりも硬水であることを示す場合に、前記第２バルブを閉鎖すると共に、前記第１バルブの開度を減らして、前記混合水用硬度計が示す硬度を目標値に調整する機能を備えた軟水化装置。
前記軟水機は、前記軟水機内のイオン交換樹脂の再生機能を有し、
前記制御装置は、前記第１バルブの開度を減らして、前記軟水機への流量を前記軟水機について規定された最低流量としても、前記混合水用硬度計が示す硬度が目標値とならない場合、前記軟水機に再生処理を指示する機能を備えた請求項１記載の軟水化装置。
前記軟水化ユニットが、一対設けられ、
前記一対の軟水化ユニットへの原水の通水状態を、それぞれ切り替える一対の第３バルブを備え、
前記制御装置は、前記一対の軟水化ユニットのいずれか一方に再生処理を指示するときに、一方の前記軟水化ユニットへの原水を止めるために前記一方の第３バルブを閉鎖すると共に、他方の前記軟水化ユニットに原水を流すために前記他方の第３バルブを開放する機能を備えた請求項２記載の軟水化装置。
前記軟水化ユニットが、一対設けられ、
前記一対の軟水化ユニットのうちの一方の軟水化ユニットからの処理水を他方の軟水化ユニットへの原水として流入させる第４バルブを備えた請求項１から３のいずれかの項に記載の軟水化装置。
前記原水の硬度を測定する原水用硬度計と、原水を硬水化する硬水化用添加材を混合する硬水化装置とを備え、
前記制御装置は、前記原水用硬度計が、前記軟水機による軟水化が必要であるとする硬度より軟水であることを示す場合に、原水に前記硬水化装置に硬水化用添加材を混合させるよう指示する機能を備えた請求項１から４のいずれかの項に記載の軟水化装置。
前記軟水機からの処理水と前記バイパス管からの未処理水との混合水を前記軟水機に戻す第５バルブを備え、
前記制御装置は、前記硬水化装置により、原水を硬水化する硬水化用添加材を混合したときに、前記混合水用硬度計が目標値よりも硬水であることを示す場合に、前記第５バルブにより前記混合水を前記軟水機へ戻す機能を備えた請求項５記載の軟水化装置。
軟水機からの処理水と前記軟水機を迂回するバイパス管からの未処理水との混合水の硬度を測定する混合水用硬度計が混合水用硬度計目標値よりも硬水であることを示す場合に、制御装置が、前記バイパス管に流れる流量を調整する第２バルブを閉鎖すると共に、前記軟水機への流量を調整する第１バルブの開度を減らして、前記混合水用硬度計が示す硬度を目標値に調整するステップを含む軟水化方法。