JP2023110825A - Water softening device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軟水化装置に関するものである。 The present invention relates to a water softening device.
従来の弱酸性陽イオン交換樹脂を用いた軟水化装置では、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、官能基の末端に水素イオンを有しており、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。
In a conventional water softening device using a weakly acidic cation exchange resin, a method of regenerating the cation exchange resin with acidic electrolyzed water generated by electrolysis is known as a method of regenerating the cation exchange resin without using salt. (See
このような軟水化装置では、軟水化が適切に進行しているかを把握するために、軟水の硬度を検知することが求められる。硬度を検知するために、水の電気伝導度を測定することが考えられるが、従来の軟水化装置では、取り出される軟水中に硬度成分のほか、原水由来のナトリウムイオンや塩化物イオン等の硬度成分以外のイオンが含まれている。また、軟水化処理時に、硬度成分と硬度成分以外のイオンは、濃度変化の挙動が異なるため、同じ電気伝導度を示す軟水であっても、イオン濃度比が異なる場合がある。そのため、取り出される軟水の電気伝導度から軟水中の硬度を精度よく算出することが難しいという問題があった。 Such a water softening device is required to detect the hardness of the soft water in order to grasp whether the water softening is progressing appropriately. In order to detect hardness, it is conceivable to measure the electrical conductivity of water. Contains ions other than components. In addition, since hardness components and ions other than hardness components behave differently in concentration change during water softening, even soft water exhibiting the same electrical conductivity may have different ion concentration ratios. Therefore, there is a problem that it is difficult to accurately calculate the hardness of the soft water from the electric conductivity of the extracted soft water.
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、軟水の電気伝導度から軟水の硬度をより正確に算出することが可能な軟水化装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a water softening apparatus capable of more accurately calculating the hardness of soft water from the electrical conductivity of the soft water.
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、軟水化槽と、中和槽と、軟水検知部と、取得部と、校正部と、算出部とを備える。軟水化槽は、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する。中和槽は、軟水化槽の通過により生成された酸性軟水のpHを弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する。軟水検知部は、中和槽の通過により生成された中和軟水の電気伝導度を検知する。取得部は、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を取得する。校正部は、取得部が取得した電気伝導度に基づいて、軟水の電気伝導度を校正し、第二電気伝導度を出力する。算出部は、第二電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する。 In order to achieve this object, the water softening device according to the present invention includes a water softening tank, a neutralization tank, a soft water detection section, an acquisition section, a calibration section, and a calculation section. The water softening tank softens raw water containing hardness components with a weakly acidic cation exchange resin. The neutralization tank neutralizes the pH of the acidic soft water produced by passage through the water softening tank with a weakly basic anion exchange resin. The soft water detector detects electrical conductivity of the neutralized soft water generated by passage through the neutralization tank. The acquisition unit acquires electrical conductivity corresponding to ions other than hardness components in raw water. The calibration unit calibrates the electrical conductivity of the soft water based on the electrical conductivity acquired by the acquisition unit, and outputs a second electrical conductivity. The calculator calculates hardness component information based on the second electrical conductivity.
本発明によれば、軟水の電気伝導度から硬度成分の濃度をより正確に算出することが可能な軟水化装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the water softening apparatus which can calculate the density|concentration of a hardness component more correctly from the electrical conductivity of soft water can be provided.
本発明に係る軟水化装置は、軟水化槽と、中和槽と、原水検知部と、軟水検知部と、取得部と、校正部と、算出部と、表示部とを備える。軟水化槽は、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する。中和槽は、軟水化槽を通過した軟水のpHを弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する。原水検知部は、原水の電気伝導度を検知する。軟水検知部は、軟水化槽および中和槽を通過した軟水の電気伝導度を検知する。取得部は、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を取得する。校正部は、取得部が取得した、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部で得られた電気伝導度を校正し、第二電気伝導度を出力する。算出部は、校正部で出力された第二電気伝導度に基づいて軟水の硬度を算出する。表示部は、算出部により算出された軟水の硬度を通知する。そして、軟水化装置は、原水が、原水検知部、軟水化槽、中和槽、及び軟水検知部の順に流通するように構成されている。 A water softening device according to the present invention includes a water softening tank, a neutralization tank, a raw water detection section, a soft water detection section, an acquisition section, a calibration section, a calculation section, and a display section. The water softening tank softens raw water containing hardness components with a weakly acidic cation exchange resin. The neutralization tank neutralizes the pH of the softened water that has passed through the water softening tank with a weakly basic anion exchange resin. The raw water detector detects electrical conductivity of raw water. The softened water detector detects electrical conductivity of softened water that has passed through the water softening tank and the neutralizing tank. The acquisition unit acquires electrical conductivity corresponding to ions other than hardness components in raw water. The calibration unit calibrates the electrical conductivity obtained by the soft water detection unit based on the electrical conductivity corresponding to the ions other than the hardness component in the raw water, which is acquired by the acquisition unit, and outputs the second electrical conductivity. . The calculator calculates the hardness of the soft water based on the second electrical conductivity output by the calibrator. The display unit notifies the hardness of the soft water calculated by the calculation unit. The water softener is configured such that raw water flows through the raw water detector, the water softening tank, the neutralization tank, and the softened water detector in this order.
こうした構成によれば、原水検知部において原水の電気伝導度を取得し、取得部において原水の電気伝導度に一定の補正(所定値の乗算など)を行うことで、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度(第一電気伝導度)を取得し、校正部において、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部で検知される軟水の電気伝導度を校正した電気伝導度(第二電気伝導度)を取得し、算出部において第二電気伝導度から軟水中の硬度成分を算出することができる。したがって、従来の軟水化装置と比較して、硬度成分とその他イオン成分が混在する硬水を流通する場合においても、硬水および硬水を流通することで得られる軟水の電気伝導度から、軟水中の硬度成分を算出することが可能となる。 According to such a configuration, the electrical conductivity of the raw water is acquired in the raw water detection unit, and the electrical conductivity of the raw water is corrected (multiplied by a predetermined value, etc.) in the acquisition unit. Acquire the corresponding electrical conductivity (first electrical conductivity), and calibrate the electrical conductivity of the soft water detected by the soft water detection unit based on the electrical conductivity corresponding to the ion component other than the hardness component in the calibration unit. The calculated electrical conductivity (second electrical conductivity) can be acquired, and the hardness component in the soft water can be calculated from the second electrical conductivity in the calculation unit. Therefore, compared to the conventional water softening device, even when hard water containing a mixture of hardness components and other ionic components is circulated, the electrical conductivity of the hard water and the soft water obtained by circulating the hard water can be used to determine the hardness of the soft water. components can be calculated.
また、本発明に係る軟水化装置では、軟水化槽の弱酸性陽イオン交換樹脂を再生するための酸性電解水と、中和槽の弱塩基性陰イオン交換樹脂を再生するためのアルカリ性電解水とを生成する電解槽と、軟水化槽を流通した酸性電解水と中和槽を流通したアルカリ性電解水とを混合して電解槽に供給する処理槽とをさらに備える構成としてもよい。こうした構成によれば、電解槽で生成される酸性電解水によって弱酸性陽イオン交換樹脂を再生することが可能となり、アルカリ性電解水によって弱塩基性陰イオン交換樹脂を再生することが可能となる。そのため、軟水化装置のメンテナンス頻度を低減でき、長期にわたって使用可能な軟水化装置とすることができる。 Further, in the water softening device according to the present invention, acidic electrolyzed water for regenerating the weakly acidic cation exchange resin in the water softening tank and alkaline electrolyzed water for regenerating the weakly basic anion exchange resin in the neutralization tank and a processing tank for mixing the acidic electrolyzed water that has passed through the water softening tank and the alkaline electrolyzed water that has passed through the neutralizing tank and supplying the mixture to the electrolytic tank. According to such a configuration, it is possible to regenerate the weakly acidic cation exchange resin with the acidic electrolyzed water generated in the electrolytic cell, and it is possible to regenerate the weakly basic anion exchange resin with the alkaline electrolyzed water. Therefore, the maintenance frequency of the water softener can be reduced, and the water softener can be used for a long period of time.
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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following embodiment is an example that embodies the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. Each drawing described in the embodiment is a schematic drawing, and the ratio of the size and thickness of each component in each drawing does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. .
(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。
(Embodiment 1)
A
<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。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。
<Overall composition>
The
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、原水検知部3と、軟水化槽4と、中和槽5と、軟水検知部6と、取水口7と、再生装置8と、取得部17と、校正部18と、算出部19と、制御部20と、表示部21とを備えている。また、軟水化装置1は、複数の開閉弁(開閉弁51~開閉弁55、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁71、及び開閉弁72)を備えており、詳細は後述する。
Specifically, as shown in FIG. , a playback device 8 , an acquisition unit 17 , a calibration unit 18 , a calculation unit 19 , a control unit 20 and a
流入口2は、原水の供給元及び流路30に接続されている。流入口2は、原水を装置内に導入する開口である。 The inflow port 2 is connected to a raw water supply source and a flow path 30 . The inlet 2 is an opening through which raw water is introduced into the device.
取水口7は、軟水化槽4及び中和槽5により処理された中性の軟水を装置外へ排出する開口である。軟水化装置1では、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軟水を取り出すことができる。
The water intake port 7 is an opening through which the neutral soft water treated in the softening tank 4 and the neutralizing tank 5 is discharged out of the apparatus. In the
流入口2から取水口7までは、流路30、流路31、流路32、流路33、及び流路34によって接続されている。 The inlet 2 to the water intake 7 are connected by channels 30 , 31 , 32 , 33 , and 34 .
流路30は、流入口2から第一軟水化槽4aまでを接続する流路である。つまり、流路30は、硬度成分を含む原水を流入口2から第一軟水化槽4aへ導く流路である。 The channel 30 is a channel that connects the inlet 2 to the first water softening tank 4a. In other words, the flow path 30 is a flow path that guides raw water containing hardness components from the inlet 2 to the first water softening tank 4a.
流路31は、第一軟水化槽4aから第一中和槽5aまでを接続する流路である。つまり、流路31は、第一軟水化槽4aで軟水化処理を行った水を第一中和槽5aに導く流路である。 The flow path 31 is a flow path that connects the first water softening tank 4a to the first neutralization tank 5a. That is, the flow path 31 is a flow path that guides the water softened in the first water softening tank 4a to the first neutralization tank 5a.
流路32は、第一中和槽5aから第二軟水化槽4bまでを接続する流路である。つまり、流路32は、第一中和槽5aで中和を行った水を第二軟水化槽4bに導く流路である。 The channel 32 is a channel that connects the first neutralization tank 5a to the second water softening tank 4b. That is, the flow path 32 is a flow path that guides the water neutralized in the first neutralization tank 5a to the second water softening tank 4b.
流路33は、第二軟水化槽4bから第二中和槽5bまでを接続する流路である。つまり、流路33は、第二軟水化槽4bで軟水化処理を行った水を第二中和槽5bに導く流路である。 The flow path 33 is a flow path that connects the second water softening tank 4b to the second neutralization tank 5b. That is, the flow path 33 is a flow path that guides the water softened in the second water softening tank 4b to the second neutralization tank 5b.
流路34は、第二中和槽5bから取水口7までを接続する流路である。つまり、流路34は、第二中和槽5bにより中和された軟水を取水口7へ導く流路である。 The flow path 34 is a flow path that connects the second neutralization tank 5b to the water intake port 7. As shown in FIG. That is, the flow path 34 is a flow path that guides the soft water neutralized by the second neutralization tank 5b to the intake port 7. As shown in FIG.
まとめると、軟水化装置1では、軟水化処理において、外部から供給される原水が、流入口2、流路30、第一軟水化槽4a、流路31、第一中和槽5a、流路32、第二軟水化槽4b、流路33、第二中和槽5b、流路34、取水口7の順に流通して、中性の軟水として排出される。
In summary, in the
<軟水化槽>
軟水化槽4は、弱酸性陽イオン交換樹脂9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、軟水化槽4は、流通する水(原水)に含まれる硬度成分である陽イオン(カルシウムイオン、マグネシウムイオン)を水素イオンと交換するため、原水の硬度が下がり、原水を軟水化する。軟水化槽4は、官能基の末端に水素イオンを有する弱酸性陽イオン交換樹脂9を備えている。
<Water softening tank>
The water softening tank 4 softens raw water containing hardness components by the action of the weakly acidic cation exchange resin 9 . Specifically, the water softening tank 4 exchanges cations (calcium ions, magnesium ions), which are hardness components contained in flowing water (raw water), with hydrogen ions. become The water softening tank 4 is equipped with a weakly acidic cation exchange resin 9 having hydrogen ions at the ends of functional groups.
軟水化槽4は、例えば円筒状の容器に弱酸性陽イオン交換樹脂9が充填されて構成されている。 The water softening tank 4 is composed of, for example, a cylindrical container filled with a weakly acidic cation exchange resin 9 .
軟水化槽4は、第一軟水化槽4aと第二軟水化槽4bとを含んで構成される。 The water softening tank 4 includes a first water softening tank 4a and a second water softening tank 4b.
第一軟水化槽4aは、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9aが充填されて構成されている。第二軟水化槽4bは、第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bが充填されて構成されている。また、第一軟水化槽4aと第二軟水化槽4bとは、略同一の流路長、流路断面積、及び同体積の弱酸性陽イオン交換樹脂9を有していることが望ましい。なお、以下では、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bに関しては、特に両者を区別する必要がない場合には、弱酸性陽イオン交換樹脂9として説明する。 The first water softening tank 4a is filled with a first weakly acidic cation exchange resin 9a. The second water softening tank 4b is filled with a second weakly acidic cation exchange resin 9b. Moreover, it is desirable that the first water softening tank 4a and the second water softening tank 4b have approximately the same channel length, channel cross-sectional area, and volume of the weakly acidic cation exchange resin 9. As shown in FIG. In the following description, the first weakly acidic cation exchange resin 9a and the second weakly acidic cation exchange resin 9b will be described as the weakly acidic cation exchange resin 9 when there is no particular need to distinguish between the two.
弱酸性陽イオン交換樹脂9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9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9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9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9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。 The weakly acidic cation exchange resin 9 is an ion exchange resin having hydrogen ions at the terminals of functional groups. The weakly acidic cation exchange resin 9 adsorbs cations (calcium ions, magnesium ions), which are hardness components contained in raw water to be passed, and releases hydrogen ions. Since the terminals of the functional groups of the weakly acidic cation exchange resin 9 are hydrogen ions, the weakly acidic cation exchange resin 9 can be regenerated using acidic electrolyzed water in the regeneration treatment described later. At this time, the weakly acidic cation exchange resin 9 releases cations, which are hardness components taken in during the water softening treatment.
弱酸性陽イオン交換樹脂9としては、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、カルボキシ基(-COOH)を交換基とするものが挙げられる。また、カルボキシ基の水素イオン(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。 As the weakly acidic cation exchange resin 9, there is no particular limitation, and general-purpose resins can be used. Also, the hydrogen ion (H+) of the carboxyl group may be a positive ion such as a metal ion or an ammonium ion (NH4+).
<中和槽>
中和槽5は、弱塩基性陰イオン交換樹脂10の作用により、軟水化槽4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(水素イオン濃度指数)を中和し、中性の軟水とする。具体的には、中和槽5は、軟水化槽4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。また、弱塩基性陰イオン交換樹脂10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。中和槽5は、弱塩基性陰イオン交換樹脂10を備えている。
<Neutralization tank>
The neutralization tank 5 neutralizes the pH (hydrogen ion concentration index) of the soft water containing hydrogen ions (acidified soft water) coming out of the water softening tank 4 by the action of the weakly basic anion exchange resin 10, The water should be neutral and soft. Specifically, the neutralization tank 5 absorbs the hydrogen ions contained in the soft water from the water softening tank 4 together with anions (anions), so that the pH of the soft water increases and the water can be neutralized. Further, the weakly basic anion exchange resin 10 can be regenerated using alkaline electrolyzed water in the regeneration treatment described later. Neutralization tank 5 is provided with weakly basic anion exchange resin 10 .
中和槽5は、例えば円筒状の容器に弱塩基性陰イオン交換樹脂10が充填されて構成されている。 The neutralization tank 5 is composed of, for example, a cylindrical container filled with a weakly basic anion exchange resin 10 .
中和槽5は、第一中和槽5aと第二中和槽5bとを含んで構成される。 The neutralization tank 5 includes a first neutralization tank 5a and a second neutralization tank 5b.
第一中和槽5aは、例えば円筒状の容器に第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10aが充填されて構成されている。第二中和槽5bは、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bが充填されて構成されている。また、第一中和槽5aと第二中和槽5bとは、略同一の流路長、流路断面積、及び同体積の弱塩基性陰イオン交換樹脂10を有していることが望ましい。なお、以下では、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bに関しては、特に両者を区別する必要がない場合には、弱塩基性陰イオン交換樹脂10として説明する。 The first neutralization tank 5a is configured, for example, by filling a cylindrical container with a first weakly basic anion exchange resin 10a. The second neutralization tank 5b is filled with a second weakly basic anion exchange resin 10b. In addition, it is desirable that the first neutralization tank 5a and the second neutralization tank 5b have approximately the same channel length, channel cross-sectional area, and volume of the weakly basic anion exchange resin 10. . In the following description, the first weakly basic anion exchange resin 10a and the second weakly basic anion exchange resin 10b are referred to as the weakly basic anion exchange resin 10 when there is no particular need to distinguish between the two. explain.
弱塩基性陰イオン交換樹脂10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10としては、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。 The weakly basic anion exchange resin 10 neutralizes the hydrogen ions contained in the water that is passed through it to produce neutral water. The weakly basic anion exchange resin 10 is not particularly limited, and a general-purpose resin can be used. For example, a free base resin can be used.
<原水検知部>
原水検知部3は流路30に設けられ、流入口2から供給され流路30を流通する硬度成分を含む原水の電気伝導度(原水電気伝導度)を検知する。原水検知部3は、後述する取得部17および制御部20と無線又は有線により通信可能に接続される。検知した原水電気伝導度に関する情報は、取得部17および制御部20の入力信号として用いられる。原水検知部3として、液体の電気伝導度を測定する検出器であれば汎用的なものを使用することができる。
<Raw water detector>
The raw water detection unit 3 is provided in the flow path 30 and detects the electric conductivity of the raw water (raw water electric conductivity) containing the hardness component supplied from the inlet 2 and flowing through the flow path 30 . The raw water detection unit 3 is communicably connected to an acquisition unit 17 and a control unit 20, which will be described later, wirelessly or by wire. Information about the detected raw water electrical conductivity is used as an input signal for the acquisition unit 17 and the control unit 20 . As the raw water detector 3, a general-purpose detector can be used as long as it measures the electrical conductivity of liquid.
ここで、水は、純水であればほぼ電気を通さない絶縁体であるが、種々の物質が溶解(イオン化)することで通電しやすくなる。つまり、液体の電気伝導度は、液体中に含まれるイオン化した物質量の指標となる。一般的な原水においては、原水の水源となる河川水あるいは地下水に多く含まれるイオンの含有量に比例し、含有されるイオンとしては、陽イオンではカルシウムイオン、マグネシウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、陰イオンでは、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンなどが挙げられる。 Pure water is an insulator that does not conduct electricity. However, dissolution (ionization) of various substances makes it easier to conduct electricity. In other words, the electrical conductivity of a liquid is an index of the amount of ionized substances contained in the liquid. In general raw water, it is proportional to the content of ions that are abundantly contained in river water or groundwater, which is the source of raw water. Examples of anions include chloride ions, nitrate ions, sulfate ions, and the like.
<軟水検知部>
軟水検知部6は流路34に設けられ、第二中和槽5bから流出した中性の軟水の電気伝導度(軟水の電気伝導度)を検知する。軟水検知部6は、後述する取得部17および制御部20と無線又は有線により通信可能に接続される。検知した軟水の電気伝導度に関する情報は、取得部17および制御部20の入力信号として用いられる。軟水検知部6として、液体の電気伝導度を測定する検出器であれば汎用的なものを使用することができる。例えば、交流2電極方式、交流4電極方式および電磁誘導方式を用いる形態が挙げられる。
<Soft water detector>
The soft water detection unit 6 is provided in the flow path 34 and detects the electric conductivity of the neutral soft water (soft water electric conductivity) flowing out from the second neutralization tank 5b. The soft water detection unit 6 is communicably connected to an acquisition unit 17 and a control unit 20, which will be described later, wirelessly or by wire. Information about the detected electrical conductivity of soft water is used as an input signal for the acquisition unit 17 and the control unit 20 . As the soft water detector 6, a general-purpose detector can be used as long as it measures the electric conductivity of liquid. For example, a form using an alternating current two-electrode system, an alternating current four-electrode system, and an electromagnetic induction system can be mentioned.
<再生装置>
再生装置8は、軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9を再生させ、且つ、中和槽5の弱塩基性陰イオン交換樹脂10を再生させる機器である。具体的には、再生装置8は、電解槽11と、処理槽13と、送水ポンプ14とを含んで構成される。そして、再生装置8は、流入口2から取水口7までの流路33、流路30、流路34、及び流路31に対して、第一供給流路41、第一回収流路45、第二供給流路42、及び第二回収流路46がそれぞれ接続されている。また、第一バイパス流路43によって、流路31及び流路32が接続されている。また、第二バイパス流路44によって、流路32及び流路33が接続されている。そして、各流路は、後述する循環流路40(第一循環流路40a、第二循環流路40b)を構成している。
<Playback device>
The regeneration device 8 is a device that regenerates the weakly acidic cation exchange resin 9 in the water softening tank 4 and regenerates the weakly basic anion exchange resin 10 in the neutralization tank 5 . Specifically, the regeneration device 8 includes an
ここで、第一供給流路41は、電解槽11から第二軟水化槽4bへ酸性電解水を供給する流路である。
Here, the first supply channel 41 is a channel for supplying acidic electrolyzed water from the
第一バイパス流路43は、第二軟水化槽4bを流通した酸性電解水を、第一中和槽5aをバイパスして第一軟水化槽4aに供給する流路である。 The first bypass channel 43 is a channel for bypassing the first neutralization tank 5a and supplying the acidic electrolyzed water that has flowed through the second water softening tank 4b to the first water softening tank 4a.
第一回収流路45は、第一軟水化槽4aを通過した硬度成分を含む酸性電解水を処理槽13へ回収する流路である。 The first recovery channel 45 is a channel for recovering the acidic electrolyzed water containing hardness components that has passed through the first water softening tank 4 a to the treatment tank 13 .
第二供給流路42は、電解槽11から第二中和槽5bへアルカリ性電解水を供給する流路である。
The second supply channel 42 is a channel for supplying alkaline electrolyzed water from the
第二バイパス流路44は、第二中和槽5bを流通したアルカリ性電解水を、第二軟水化槽4bをバイパスして第一中和槽5aに供給する流路である。 The second bypass flow path 44 is a flow path that bypasses the second water softening tank 4b and supplies the alkaline electrolyzed water that has flowed through the second neutralization tank 5b to the first neutralization tank 5a.
第二回収流路46は、第一中和槽5aを通過したアルカリ性電解水を処理槽13へ回収する流路である。 The second recovery channel 46 is a channel for recovering the alkaline electrolyzed water that has passed through the first neutralization tank 5 a to the treatment tank 13 .
<電解槽>
電解槽11は、内部に設けた電極12(電極12a及び電極12b)を用いて、流入した水(処理槽13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、電気分解の際に陽極となる電極12a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、電気分解の際に陰極となる電極12b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11は、酸性電解水を、第一供給流路41を介して第二軟水化槽4bに供給する。また、電解槽11は、アルカリ性電解水を、第二供給流路42を介して第二中和槽5bに供給する。詳細は後述するが、電解槽11によって生成された酸性電解水は、第一軟水化槽4aの第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二軟水化槽4bの第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bの再生に使用される。また、電解槽11によって生成されたアルカリ性電解水は、第一中和槽5aの第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a及び第二中和槽5bの第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bの再生に使用される。なお、電解槽11は、後述する制御部20によって、電極12への通電状態を制御できるように構成されている。
<Electrolyzer>
The
<処理槽>
処理槽13は、空気抜き弁16を備えたタンクまたは容器である。処理槽13は、弱酸性陽イオン交換樹脂9及び弱塩基性陰イオン交換樹脂10を再生する際に循環流路40(図2参照)内を流通させる水を確保し、貯留するものである。また、処理槽13は、軟水化槽4を流通した硬度成分を含む酸性電解水と、中和槽5を流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水とを混合し、電解槽11に供給するものである。
<Treatment tank>
The processing tank 13 is a tank or container equipped with an air vent valve 16 . The treatment tank 13 secures and stores water to be circulated in the circulation flow path 40 (see FIG. 2) when the weakly acidic cation exchange resin 9 and the weakly basic anion exchange resin 10 are regenerated. The processing tank 13 mixes the acidic electrolyzed water containing hardness components that has flowed through the water softening tank 4 and the alkaline electrolyzed water containing anions that has flowed through the neutralization tank 5 , and supplies the mixture to the
処理槽13では、混合された硬度成分とアルカリ性電解水とが反応することにより反応生成物(原水に含まれる硬度成分に起因した反応生成物)が生成される。より詳細には、処理槽13には、軟水化槽4内の弱酸性陽イオン交換樹脂9を再生した後における、硬度成分が含まれる酸性電解水が第一回収流路45を介して通水される。また、処理槽13には、中和槽5内の弱塩基性陰イオン交換樹脂10を再生した後における、陰イオン(例えば塩化物イオン及び水酸化物イオン)を含有するアルカリ性電解水が第二回収流路46を介して通水される。そして、処理槽13において、硬度成分を含む酸性電解水と、陰イオンを含むアルカリ性電解水とを混合し、硬度成分がアルカリ性電解水と反応する。例えば、酸性電解水中の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、反応した硬度成分は、後述するろ過部15により反応生成物として分離することが可能となり、処理水を得ることができる。 In the treatment tank 13, reaction products (reaction products resulting from the hardness components contained in the raw water) are generated by the reaction of the mixed hardness components and the alkaline electrolyzed water. More specifically, acidic electrolyzed water containing hardness components after regenerating the weakly acidic cation exchange resin 9 in the water softening tank 4 flows through the treatment tank 13 through the first recovery channel 45. be done. In addition, in the treatment tank 13, alkaline electrolyzed water containing anions (for example, chloride ions and hydroxide ions) after regenerating the weakly basic anion exchange resin 10 in the neutralization tank 5 is second. Water is passed through the recovery channel 46 . Then, in the treatment tank 13, the acidic electrolyzed water containing hardness components and the alkaline electrolyzed water containing anions are mixed, and the hardness components react with the alkaline electrolyzed water. For example, when the hardness component in the acidic electrolyzed water is calcium ions, mixing with the alkaline electrolyzed water causes a reaction to produce calcium carbonate or calcium hydroxide. Then, the reacted hardness component can be separated as a reaction product by the filtering unit 15, which will be described later, and treated water can be obtained.
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、処理槽13に反応しない成分もしくは溶解度積を超えない濃度の成分が含まれている状態も含むものとする。 It should be noted that the term "hardness component reacts" not only refers to the fact that all hardness components react, but also includes the state in which the processing tank 13 contains components that do not react or components with a concentration that does not exceed the solubility product.
そして、処理槽13により硬度成分が反応して得られた処理水は、電解槽11に通水され、電解槽11において電気分解され、酸性電解水及びアルカリ性電解水となって軟水化槽4及び中和槽5にそれぞれ供給される。そして、酸性電解水及びアルカリ性電解水は、それぞれ、軟水化槽4及び中和槽5において再利用された後、再び処理槽13へ通水される。従って、弱酸性陽イオン交換樹脂9の再生及び弱塩基性陰イオン交換樹脂10の再生に使用した酸性電解水及びアルカリ性電解水を再利用することができる。しかも、硬度成分が反応した水を再利用するため、弱酸性陽イオン交換樹脂9を再生する際の再生効率の低減を抑えることができる。
The treated water obtained by the reaction of the hardness components in the treatment tank 13 is passed through the
<送水ポンプ>
送水ポンプ14は、再生装置8による再生処理の際に、循環流路40(図2参照)に水を流通させる機器である。送水ポンプ14は、処理槽13と電解槽11との間を連通接続する送水流路50に設けられている。なお、送水ポンプ14は、電解槽11の上流側、且つ、処理槽13の下流側に配置することが好ましい。このような配置とするのは、一つの送水ポンプ14で、後述する第一循環流路40a及び第二循環流路40bに水を循環させやすくなるからである。また、送水ポンプ14は、後述する制御部20と無線又は有線により通信可能に接続されている。送水ポンプ14とは、例えば、再生処理中に後述する循環流路40の所要流量を供給できる遠心ポンプなどが挙げられる。
<Water pump>
The water pump 14 is a device that circulates water through the circulation flow path 40 (see FIG. 2) during the regeneration process by the regeneration device 8 . The water supply pump 14 is provided in a water supply channel 50 that communicates and connects between the treatment tank 13 and the
<ろ過部>
ろ過部15は、処理槽13から電解槽11へ繋がる送水流路50の前段に設けられている。そして、ろ過部15は、処理槽13を流通した水に含まれる析出物を分離する。析出物とは、軟水化槽4を流通した硬度成分を含む酸性電解水と中和槽5を流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水とが反応することにより生成する反応生成物である。
<Filtration section>
Filtration unit 15 is provided in front of water supply channel 50 that connects treatment tank 13 to
ろ過部15で析出物の分離を行うことにより、送水流路50を流通する処理水には、析出物が含まれなくなるため、電解槽11への析出物の流入、電極12や電解槽11内の膜への析出物の付着による性能劣化、および軟水化槽4、中和槽5への析出物の流入を防ぐことができる。 By separating the precipitates in the filtration unit 15, the treated water flowing through the water supply channel 50 does not contain the precipitates. It is possible to prevent performance deterioration due to deposition of deposits on the membrane of the water softening tank 4 and the inflow of deposits into the neutralization tank 5 .
ろ過部15は、処理槽13における硬度成分との反応生成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。 The filtering part 15 may have any form as long as it can separate the reaction product with the hardness component in the treatment tank 13 . Examples thereof include a form using a cartridge-type filter, a filter layer using granular filter media, a cyclone-type solid-liquid separator, a hollow fiber membrane, and the like.
<開閉弁>
複数の開閉弁(開閉弁51~開閉弁55、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁71、及び開閉弁72)は、各流路にそれぞれ設けられ、各流路において「開放」された状態と、「閉止」された状態とに切り替えられる。また、複数の開閉弁(開閉弁51~開閉弁55、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁71、及び開閉弁72)はそれぞれ、後述する制御部20と無線又は有線により通信可能に接続されている。
<On-off valve>
A plurality of on-off valves (on-off valve 51 to on-off valve 55, on-off valve 61 to on-off valve 66, on-off valve 71, and on-off valve 72) are provided in each channel, and each channel is in an "open" state. and the "closed" state. In addition, a plurality of on-off valves (on-off valves 51 to 55, on-off valves 61 to 66, on-off valves 71, and on-off valves 72) are connected to the controller 20 described later so as to communicate wirelessly or by wire. ing.
<取得部>
取得部17は、後述する制御部20と接続され、原水検知部3で検知した原水の電気伝導度に対して、補正を行い、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度(第一電気伝導度)を取得する。補正の方法として、原水の電気伝導度に対する所定値の乗算などが挙げられる。ここで、所定値とは、例えば、原水の電気伝導度のうち、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度が占める割合である。この、原水の電気伝導度のうち、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度が占める割合は国や地域によって異なってくる。これは国や地域によって原水中に含まれるイオン成分の比率が異なるためである。しかしながら、同一の国や地域であれば、原水中のイオン成分の比率の時間的変化は少ない。そのため、軟水化装置1を使用する国や地域に対応した所定値をあらかじめ設定し、この所定値を用いて原水の電気伝導度を補正することで、本来であればイオン成分種の区別が不可能な手法である電気伝導度測定においても、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を取得することができる。
<Acquisition part>
The acquisition unit 17 is connected to the control unit 20 to be described later, corrects the electrical conductivity of the raw water detected by the raw water detection unit 3, and calculates the electrical conductivity corresponding to ions other than hardness components in the raw water (second -Electrical conductivity). As a correction method, multiplication of a predetermined value for the electric conductivity of the raw water can be used. Here, the predetermined value is, for example, the ratio of the electrical conductivity corresponding to the ions other than the hardness component to the electrical conductivity of the raw water. The ratio of the electrical conductivity corresponding to the ions other than the hardness component to the electrical conductivity of the raw water differs depending on the country or region. This is because the ratio of ion components contained in the raw water differs depending on the country or region. However, in the same country or region, the ratio of ion components in the raw water changes little over time. Therefore, by presetting a predetermined value corresponding to the country or region where the
<校正部>
校正部18は、後述する制御部20と接続され、取得部17で取得した、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度(第一電気伝導度)に基づいて、軟水検知部6で得られた軟水の電気伝導度を校正し、第二電気伝導度として出力する。
<Calibration department>
The calibrating unit 18 is connected to the control unit 20, which will be described later, and is based on the electrical conductivity (first electrical conductivity) corresponding to the ions other than the hardness component in the raw water, which is acquired by the acquiring unit 17, and the soft water detecting unit 6. Calibrate the electrical conductivity of the soft water obtained in , and output it as the second electrical conductivity.
校正方法として、例えば、軟水の電気伝導度の値から第一電気伝導度の値を減算する方法が挙げられる。このように校正したとき、第二電気伝導度に対応するイオン成分としては主に、硬度成分であるカルシウムイオン、マグネシウムイオン、およびこれら陽イオンの対イオンである塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンが挙げられ、ナトリウムイオン、カリウムイオン等の一価の陽イオン成分は除かれる。そのため、第二電気伝導度を用いることで、後述の算出部19において軟水中の硬度成分を算出することができる。 As a calibration method, for example, there is a method of subtracting the value of the first electric conductivity from the electric conductivity of soft water. When calibrated in this way, the ion components corresponding to the second electrical conductivity are mainly calcium ions and magnesium ions, which are hardness components, and chloride ions, nitrate ions, and sulfate ions which are counter ions of these cations. and excludes monovalent cationic components such as sodium ions and potassium ions. Therefore, by using the second electrical conductivity, the hardness component in the soft water can be calculated in the calculation unit 19, which will be described later.
上記のように、第二電気伝導度に対応するイオン成分として、一価の陽イオンが含まれないように校正する理由を、ナトリウムイオンを例にして説明する。校正を行う理由として、電気伝導度に対するナトリウムイオンの影響の大きさが挙げられる。軟水検知部6を流通する軟水は、ナトリウムイオンを含む。これは、原水が軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9を流通することで軟水化される際に、ナトリウムイオンと、硬度成分であるカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンとで、弱酸性陽イオン交換樹脂9とのイオン交換反応のされやすさが異なることに起因する。2価の陽イオンであるカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンに比べ、1価の陽イオンであるナトリウムイオンは、弱酸性陽イオン交換樹脂9とのイオン交換反応が起こりにくい。そのため、これらのイオンが含まれる水を弱酸性陽イオン交換樹脂9に流通させた場合、カルシウムイオンおよびマグネシウムイオンが優先的にイオン交換される。特に、生活用水として使用される市水を原水とする場合については、一般的なイオン成分比率を考えると、軟水化処理に使用されていない(官能基の末端が全て水素イオンである)弱酸性陽イオン交換樹脂9に対して原水を流通させた場合のみ、ナトリウムイオンの一部がイオン交換される程度であり、多くの場合において、ナトリウムイオンは軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9ではイオン交換されず、軟水に含まれたまま取り出される。 The reason why the ion component corresponding to the second electrical conductivity is calibrated so as not to contain monovalent cations as described above will be explained using sodium ions as an example. One reason for calibration is the magnitude of the effect of sodium ions on electrical conductivity. The soft water flowing through the soft water detector 6 contains sodium ions. This is because when the raw water is softened by flowing through the weakly acidic cation exchange resin 9 of the water softening tank 4, weakly acidic cation exchange occurs between sodium ions and calcium ions and magnesium ions, which are hardness components. This is due to the difference in susceptibility to an ion exchange reaction with the resin 9 . An ion exchange reaction with the weakly acidic cation exchange resin 9 is less likely to occur with sodium ions, which are monovalent cations, than with calcium ions and magnesium ions, which are divalent cations. Therefore, when water containing these ions is passed through the weakly acidic cation exchange resin 9, calcium ions and magnesium ions are preferentially ion-exchanged. In particular, when the raw water is city water used as domestic water, considering the general ion component ratio, weakly acidic Only when the raw water is circulated through the cation exchange resin 9, only a part of the sodium ions are ion-exchanged. It is not ion-exchanged and is taken out as it is contained in soft water.
したがって、校正部18による構成を行わない場合では、ナトリウムイオンを含んだ電気伝導度を基に、硬度を算出することになってしまうため、軟水の正確な硬度を算出することが困難である。そのため、校正部18による校正を行うことにより、ナトリウムイオン等の1価の陽イオンによる影響を低減した電気伝導度である第二電気伝導度を基にして軟水の硬度を正確に算出することができる。 Therefore, if the configuration by the calibration unit 18 is not performed, the hardness is calculated based on the electrical conductivity including sodium ions, so it is difficult to accurately calculate the hardness of soft water. Therefore, by performing calibration by the calibration unit 18, it is possible to accurately calculate the hardness of soft water based on the second electrical conductivity, which is the electrical conductivity with reduced influence of monovalent cations such as sodium ions. can.
<算出部>
算出部19は、後述する制御部20と接続され、校正部18で出力された第二電気伝導度に対して補正を行い、軟水中の硬度成分を算出し、硬度成分情報を出力する。硬度成分情報は、中和軟水の硬度成分濃度を含む。補正の方法として、例えば、第二電気伝導度に対する所定値の乗算などが挙げられる。ここで所定値とは、例えば、第二電気伝導度と軟水中の硬度成分との間の比例定数である。一般的に水の電気伝導度は、水中のイオン成分の濃度に比例し、水中のイオン成分の濃度が高くなるほど、電気伝導度も大きくなる。イオン濃度と電気伝導度の比例定数は、イオン種によってそれぞれ異なる。第二電気伝導度中には、硬度成分による電気伝導度の他に、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンなどの陰イオンによる電気伝導度も含まれるが、軟水化装置1を使用する国や地域に対応した陰イオン組成をあらかじめ考慮し、所定値として用いる比例定数の設定を調整することで、より正確に軟水中の硬度成分情報の算出を行うことができる。
<Calculation unit>
The calculation unit 19 is connected to the control unit 20 to be described later, corrects the second electrical conductivity output from the calibration unit 18, calculates hardness components in soft water, and outputs hardness component information. The hardness component information includes the hardness component concentration of the neutralized soft water. As a correction method, for example, multiplication of a predetermined value to the second electrical conductivity, or the like can be mentioned. Here, the predetermined value is, for example, a constant of proportionality between the second electrical conductivity and the hardness component in soft water. Generally, the electrical conductivity of water is proportional to the concentration of ionic components in water, and the higher the concentration of ionic components in water, the greater the electrical conductivity. The constants of proportionality for ion concentration and electrical conductivity differ depending on the ion species. In addition to the electrical conductivity due to the hardness component, the second electrical conductivity includes the electrical conductivity due to anions such as chloride ions, nitrate ions, and sulfate ions. By adjusting the setting of the constant of proportionality used as the predetermined value in consideration of the anion composition corresponding to the region in advance, it is possible to calculate the hardness component information in soft water more accurately.
なお、第二電気伝導度が0以下の場合には、軟水中の硬度成分濃度を0として算出する。この場合、軟水の硬度は0と判断される。第二電気伝導度が0以下となる場合とは、軟水の電気伝導度が第一電気伝導度と同等になる場合、あるいは軟水の電気伝導度が第一電気伝導度以下になる場合である。この場合の具体的な例として、原水検知部3を流通した原水中の硬度成分の略全量が弱酸性陽イオン交換樹脂9に吸着され軟水検知部6を流通する軟水に含まれない場合や、原水検知部3を流通した原水中の硬度成分の略全量及びナトリウムイオン等の硬度成分以外のイオンの一部が弱酸性陽イオン交換樹脂9あるいは弱塩基性陰イオン交換樹脂10に吸着され軟水検知部を流通する軟水に含まれない場合が挙げられる。 In addition, when the second electrical conductivity is 0 or less, the hardness component concentration in the soft water is calculated as 0. In this case, the hardness of soft water is determined to be zero. The case where the second electrical conductivity is 0 or less is the case where the electrical conductivity of the soft water is equal to the first electrical conductivity, or the case where the electrical conductivity of the soft water is the first electrical conductivity or less. As a specific example of this case, when almost all of the hardness components in the raw water circulating through the raw water detection unit 3 are adsorbed by the weakly acidic cation exchange resin 9 and are not contained in the soft water circulating through the soft water detection unit 6, or Substantially all of the hardness components in the raw water circulating through the raw water detection unit 3 and part of the ions other than the hardness components such as sodium ions are adsorbed by the weakly acidic cation exchange resin 9 or the weakly basic anion exchange resin 10 to detect soft water. There is a case where it is not contained in the soft water flowing through the part.
<制御部>
制御部20は、硬度成分を含む原水を軟水化する軟水化処理を制御する。また、制御部20は、軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9及び中和槽5の弱塩基性陰イオン交換樹脂10の再生処理を制御する。さらに、制御部20は、軟水化装置1の軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを制御する。この際、制御部20は、電極12、送水ポンプ14、開閉弁51~開閉弁55、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁71、及び開閉弁72の動作を制御し、軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを行い、それぞれの処理を実行させる。
<Control part>
The control unit 20 controls a water softening process for softening raw water containing hardness components. In addition, the control unit 20 controls regeneration of the weakly acidic cation exchange resin 9 in the water softening tank 4 and the weakly basic anion exchange resin 10 in the neutralization tank 5 . Further, the control unit 20 controls switching of the
制御部20は、取得部17、校正部18、算出部19、表示部21と接続され、それぞれ原水電気伝導度、軟水の電気伝導度、第一電気伝導度、第二電気伝導度、軟水中の硬度成分の入出力を制御する。
The control unit 20 is connected to the acquisition unit 17, the calibration unit 18, the calculation unit 19, and the
なお、制御部20は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを有している。そして、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御部として機能する。プロセッサが実行するプログラムは、ここではコンピュータシステムのメモリに予め記録されているとしたが、光ディスク、メモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて提供されてもよい。 Note that the control unit 20 has a computer system having a processor and memory. The computer system functions as a controller by the processor executing the program stored in the memory. Although the program executed by the processor is pre-recorded in the memory of the computer system here, it may be provided by being recorded in a non-temporary recording medium such as an optical disk or a memory card, or may be provided electronically such as the Internet. It may be provided through a communication line.
<表示部>
表示部21は、制御部20と無線または有線により接続され、算出部19により算出された軟水中の硬度成分に関する情報(硬度成分情報)を表示する。表示部21は、軟水化装置1の筐体に設置される液晶モニターであってもよいし、軟水化装置1の利用者が所持するスマートフォンの画面であってもよい。ここで、表示部21に表示される軟水中の硬度成分に関する情報は、例えば、軟水の硬度を数値とした情報、あるいは軟水の硬度の数値を基に、独自の硬度レベルのうち、どのレベルに属するかを図示した情報などが挙げられる。これにより、軟水化装置1の利用者は、軟水化装置1から取り出される軟水の硬度を視覚的に知ることができる。
<Display part>
The
<流路>
次に、図2を参照して、軟水化装置1の再生処理の際に形成される循環流路40について説明する。図2は、軟水化装置1の循環流路40を示す構成図である。
<Flow path>
Next, referring to FIG. 2, the circulation flow path 40 formed during the regeneration process of the
説明が重複するが、図2に示すように、軟水化装置1において、再生装置8を構成する電解槽11及び処理槽13は、送水流路50によって連通接続される。また、電解槽11及び処理槽13は、流入口2から取水口7までの流路33、流路30、流路34、及び流路31に対して、第一供給流路41、第一回収流路45、第二供給流路42、及び第二回収流路46がそれぞれ接続されている。また、第一バイパス流路43によって、流路31及び流路32がバイパス接続されている。また、第二バイパス流路44によって、流路32及び流路33がバイパス接続されている。そして、各流路は、後述する循環流路40(第一循環流路40a、第二循環流路40b)を構成している。
Although the description will be repeated, as shown in FIG. In addition, the
第一供給流路41は、電解槽11から第二軟水化槽4bへ酸性電解水を供給する流路であり、その流路には、開閉弁63が設置されている。すなわち、軟水化装置1は、電解槽11から酸性電解水を引き出して第二軟水化槽4bの下流側へ送水可能とする第一供給流路41を備える。
The first supply channel 41 is a channel for supplying acidic electrolyzed water from the
また、第一バイパス流路43は、第二軟水化槽4bから第一軟水化槽4aへ酸性電解水を供給する流路であり、その流路には、開閉弁65が設置されている。すなわち、軟水化装置1は、第二軟水化槽4bを流通した酸性電解水を第一軟水化槽4aの下流側へ送水可能とする第一バイパス流路43を備える。なお、第一バイパス流路43を設けることにより、第一軟水化槽4aと第二軟水化槽4bとの間に存在する第一中和槽5aに酸性電解水を流通させることなく再生処理を進行させることができる。
The first bypass channel 43 is a channel for supplying acidic electrolyzed water from the second water softening tank 4b to the first water softening tank 4a, and an on-off valve 65 is installed in the channel. That is, the
そして、第一回収流路45は、第一軟水化槽4aを通過した硬度成分を含む酸性電解水を処理槽13へ回収する流路であり、その流路には、開閉弁61が設置されている。すなわち、軟水化装置1は、処理槽13の上流側を第一軟水化槽4aの上流側に接続可能とする第一回収流路45を備える。
The first recovery channel 45 is a channel for recovering the acidic electrolyzed water containing the hardness component that has passed through the first water softening tank 4a to the treatment tank 13, and an on-off valve 61 is installed in the channel. ing. That is, the
第二供給流路42は、電解槽11から第二中和槽5bへアルカリ性電解水を供給する流路であり、その流路には、開閉弁64が設置されている。すなわち、軟水化装置1は、電解槽11からアルカリ性電解水を引き出して第二中和槽5bの下流側へ送水可能とする第二供給流路42を備える。
The second supply channel 42 is a channel for supplying alkaline electrolyzed water from the
また、第二バイパス流路44は、第二中和槽5bから第一中和槽5aへアルカリ性電解水を供給する流路であり、その流路には、開閉弁66が設置されている。すなわち、軟水化装置1は、第二中和槽5bを流通したアルカリ性電解水を第一中和槽5aの下流側へ送水可能とする第二バイパス流路44を備える。
The second bypass channel 44 is a channel for supplying alkaline electrolyzed water from the second neutralization tank 5b to the first neutralization tank 5a, and an on-off valve 66 is installed in the channel. That is, the
そして、第二回収流路46は、第一中和槽5aを通過したアルカリ性電解水を処理槽13へ回収する流路であり、その流路には、開閉弁62が設置されている。すなわち、軟水化装置1は、処理槽13の上流側を第一中和槽5aの上流側に接続可能とする第二回収流路46を備える。
The second recovery channel 46 is a channel for recovering the alkaline electrolyzed water that has passed through the first neutralization tank 5a to the treatment tank 13, and an on-off valve 62 is installed in the channel. That is, the
循環流路40は、送水ポンプ14によって処理槽13から送出された水が、第二軟水化槽4b及び第一軟水化槽4aを流通する第一循環流路40aと、送水ポンプ14によって処理槽13から送出された水が、第二中和槽5b及び第一中和槽5aを流通する第二循環流路40bとを含む。 The circulation flow path 40 includes a first circulation flow path 40 a in which water sent from the treatment tank 13 by the water pump 14 flows through the second water softening tank 4 b and the first water softening tank 4 a, The water sent out from 13 includes the second circulation flow path 40b through which the second neutralization tank 5b and the first neutralization tank 5a are circulated.
第一循環流路40aは、図2(白矢印)に示すように、送水ポンプ14によって処理槽13から送出された水が、電解槽11、第二軟水化槽4b、及び第一軟水化槽4aを流通し、処理槽13に戻って循環する流路である。より詳細には、第一循環流路40aは、送水ポンプ14によって処理槽13から送出された水が、送水流路50、電解槽11、第一供給流路41、開閉弁63、第二軟水化槽4b、第一バイパス流路43、開閉弁65、第一軟水化槽4a、第一回収流路45、開閉弁61、処理槽13の順に流通して循環する流路である。
As shown in FIG. 2 (white arrows), the first circulation flow path 40a allows water sent from the treatment tank 13 by the water pump 14 to pass through the
第二循環流路40bは、図2(黒矢印)に示すように、送水ポンプ14によって処理槽13から送出された水が、電解槽11、第二中和槽5b、及び第一中和槽5aを流通し、処理槽13に戻って循環する流路である。より詳細には、第二循環流路40bは、送水ポンプ14によって処理槽13から送出された水が、送水流路50、電解槽11、第二供給流路42、開閉弁64、第二中和槽5b、第二バイパス流路44、開閉弁66、第一中和槽5a、第二回収流路46、開閉弁62、処理槽13の順に流通して循環する流路である。
As shown in FIG. 2 (black arrows), the second circulation flow path 40b allows water sent from the treatment tank 13 by the water pump 14 to pass through the
ここで、循環流路40において水を循環させるための各流路の状態を説明する。 Here, the state of each channel for circulating water in the circulation channel 40 will be described.
流路33には、第一供給流路41の下流側、且つ、第二バイパス流路44の上流側に開閉弁54が設置されている。そして、開閉弁54を閉止して、開閉弁63を開放することで、第二軟水化槽4bの下流側に第一供給流路41が連通接続された状態となる。これにより、電解槽11からの酸性電解水を第二軟水化槽4bに供給できるようになる。
An on-off valve 54 is installed in the channel 33 downstream of the first supply channel 41 and upstream of the second bypass channel 44 . By closing the on-off valve 54 and opening the on-off valve 63, the first supply flow path 41 is connected to the downstream side of the second water softening tank 4b. As a result, the acidic electrolyzed water from the
流路31には、第一バイパス流路43の下流側、且つ、第二回収流路46の上流側に開閉弁52が設置されている。また、流路32には、第二バイパス流路44の下流側、且つ、第一バイパス流路43の上流側に開閉弁53が設置されている。そして、開閉弁52及び開閉弁53を閉止して、開閉弁65を開放することで、第二軟水化槽4bの上流側、且つ、第一軟水化槽4aの下流側に、第一バイパス流路43が連通接続された状態となる。これにより、第二軟水化槽4bを流通した酸性電解水を第一軟水化槽4aに供給できるようになる。 An on-off valve 52 is installed in the channel 31 downstream of the first bypass channel 43 and upstream of the second recovery channel 46 . In addition, an on-off valve 53 is installed on the downstream side of the second bypass flow path 44 and the upstream side of the first bypass flow path 43 in the flow path 32 . Then, by closing the on-off valve 52 and the on-off valve 53 and opening the on-off valve 65, the first bypass flow flows upstream of the second water softening tank 4b and downstream of the first water softening tank 4a. The path 43 will be in a state of communication and connection. As a result, the acidic electrolyzed water that has flowed through the second water softening tank 4b can be supplied to the first water softening tank 4a.
また、流路30には、流入口2の下流側、且つ、第一回収流路45の上流側に開閉弁51が設置されている。そして、開閉弁51及び開閉弁52を閉止して、開閉弁61を開放することで、第一軟水化槽4aの上流側に第一回収流路45が連通接続された状態となる。これにより、軟水化装置1では、第一軟水化槽4a及び第二軟水化槽4bを流通した水(硬度成分を含む酸性電解水)を処理槽13へ回収することができるようになる。
In addition, an on-off valve 51 is installed in the channel 30 downstream of the inlet 2 and upstream of the first recovery channel 45 . By closing the on-off valve 51 and the on-off valve 52 and opening the on-off valve 61, the first recovery passage 45 is connected to the upstream side of the first water softening tank 4a. As a result, in the
また、開閉弁52を閉止して、開閉弁62を開放することで、第一中和槽5aの上流側に第二回収流路46が連通接続された状態となる。これにより、第一中和槽5a及び第二中和槽5bを流通した水(陰イオンを含むアルカリ性電解水)を処理槽13へ回収することができるようになる。 Further, by closing the on-off valve 52 and opening the on-off valve 62, the second recovery passage 46 is connected to the upstream side of the first neutralization tank 5a. As a result, the water (alkaline electrolyzed water containing anions) that has flowed through the first neutralization tank 5 a and the second neutralization tank 5 b can be recovered into the treatment tank 13 .
また、開閉弁52、開閉弁53及び開閉弁54を閉止して、開閉弁66を開放することで、第一中和槽5aの下流側、且つ、第二中和槽5bの上流側に、第二バイパス流路44が連通接続された状態となる。これにより、第二中和槽5bを流通したアルカリ性電解水を第一中和槽5aに供給できるようになる。 In addition, by closing the on-off valve 52, the on-off valve 53, and the on-off valve 54 and opening the on-off valve 66, The second bypass channel 44 is in a state of being connected. As a result, the alkaline electrolyzed water that has flowed through the second neutralization tank 5b can be supplied to the first neutralization tank 5a.
また、開閉弁54及び開閉弁55を閉止して、開閉弁64を開放することで、第二中和槽5bの下流側に第二供給流路42が連通接続された状態となる。これにより、軟水化装置1では、電解槽11からのアルカリ性電解水を第二中和槽5bに供給できるようになる。
By closing the on-off valves 54 and 55 and opening the on-off valve 64, the second supply flow path 42 is connected to the downstream side of the second neutralization tank 5b. As a result, in the
また、送水流路50には、処理槽13の下流側(処理槽13と送水ポンプ14との間の位置)に開閉弁71が設置されている。開閉弁71を閉止することにより、処理槽13に水を貯留することができる。一方、開閉弁71を開放することにより、送水流路50へ水を供給することができる。 In addition, an on-off valve 71 is installed in the water supply channel 50 on the downstream side of the treatment tank 13 (position between the treatment tank 13 and the water supply pump 14). Water can be stored in the processing bath 13 by closing the on-off valve 71 . On the other hand, water can be supplied to the water supply channel 50 by opening the on-off valve 71 .
また、開閉弁51及び開閉弁55を閉止することによって、循環流路40への水を供給することができる一方、開閉弁51及び開閉弁55を開放することによって、循環流路40への水の供給を停止することができる。 Further, by closing the on-off valve 51 and the on-off valve 55, water can be supplied to the circulation channel 40, while by opening the on-off valve 51 and the on-off valve 55, water can be supplied to the circulation channel 40. can stop the supply of
以上が軟水化装置1の構成である。
The above is the configuration of the
続いて、軟水化装置1の動作時について説明する。
Next, the operation of the
<軟水化処理、再生処理、及び排水処理>
次に、図3を参照して、再生処理を起点とした軟水化装置1の軟水化処理、再生処理、及び排水処理について説明する。図3は、軟水化装置1の動作時の状態を示す図である。
<Water softening treatment, regeneration treatment, and wastewater treatment>
Next, with reference to FIG. 3, the water softening treatment, regeneration treatment, and wastewater treatment of the
軟水化処理、再生処理、及び排水処理では、制御部20は、図3に示すように、原水検知部3、軟水検知部6、開閉弁51~開閉弁55、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁71、開閉弁72、電解槽11の電極12、及び送水ポンプ14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。
In the water softening process, the regeneration process, and the wastewater treatment, as shown in FIG. The on-off valve 71, the on-off valve 72, the electrode 12 of the
ここで、図3中の「ON」は、原水検知部3及び軟水検知部6が通電している状態、該当の開閉弁が「開放」した状態、電極12が通電している状態、及び送水ポンプ14が動作している状態をそれぞれ示す。空欄は、原水検知部3及び軟水検知部6が通電していない状態、該当の開閉弁が「閉止」した状態、電極12が通電していない状態、送水ポンプ14が停止している状態をそれぞれ示す。 Here, "ON" in FIG. 3 indicates a state in which the raw water detection unit 3 and the soft water detection unit 6 are energized, a state in which the corresponding on-off valve is "open", a state in which the electrode 12 is energized, and water supply. Each shows a state in which the pump 14 is operating. Blanks indicate a state in which the raw water detection unit 3 and the soft water detection unit 6 are not energized, a state in which the corresponding on-off valve is "closed", a state in which the electrode 12 is not energized, and a state in which the water pump 14 is stopped. show.
<<再生処理>>
まず、軟水化装置1の再生装置8による再生処理時の動作について、図3の「水注入時」及び「再生時」の欄を参照して順に説明する。
<< Regeneration processing >>
First, the operation during regeneration processing by the regeneration device 8 of the
軟水化装置1において、弱酸性陽イオン交換樹脂9を充填した軟水化槽4は、使用を続けると陽イオン交換能力が低下または消失する。すなわち、陽イオン交換樹脂の官能基である水素イオンすべてが、硬度成分であるカルシウムイオンあるいはマグネシウムイオンと交換された後は、イオン交換ができなくなる。このような状態になると、硬度成分が処理水中に含まれるようになる。このため、軟水化装置1では、再生装置8による軟水化槽4及び中和槽5の再生処理を行う必要が生じる。
In the
そこで、軟水化装置1では、所定の期間(例えば24時間)に1回、制御部20によって再生処理が可能な時間帯を特定して、再生処理を実行する。
Therefore, in the
まず、図3に示すように、水注入時において、開閉弁51及び開閉弁61を開放する。これにより、軟水化装置1は、市水の圧力によって、流入口2から第一回収流路45を介して原水を処理槽13へ導入する。この時、開閉弁52~開閉弁55、開閉弁62~開閉弁66、開閉弁71、及び開閉弁72は閉止している。処理槽13に、軟水化装置1の容量に応じた所定の量の水を貯留することで、再生装置8は、再生時の水量を確保することができる。
First, as shown in FIG. 3, the on-off valve 51 and the on-off valve 61 are opened during water injection. As a result, the
次に、再生時において、開閉弁51~開閉弁55、及び開閉弁72を閉止して、開閉弁61~開閉弁66、及び開閉弁71を開放すると、図2に示すように、第一循環流路40a及び第二循環流路40bがそれぞれ形成される。 Next, during regeneration, when the on-off valves 51 to 55 and 72 are closed and the on-off valves 61 to 66 and 71 are opened, as shown in FIG. A channel 40a and a second circulation channel 40b are formed respectively.
そして、電解槽11の電極12及び送水ポンプ14を動作させると、処理槽13に貯留した水が第一循環流路40a及び第二循環流路40bのそれぞれを循環する。
When the electrodes 12 of the
この際、電解槽11で生成した酸性電解水は、第一供給流路41を流通し第二軟水化槽4b内に送水され、内部の第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bを流通する。そして、第二軟水化槽4bを流通した酸性電解水は、第一バイパス流路43を流通し、第一軟水化槽4a内に送水され、内部の第一弱酸性陽イオン交換樹脂9aを流通する。すなわち、酸性電解水を第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bに通水することで、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂9b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、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bが再生される。その後、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9aを流通した酸性電解水は、陽イオンを含み、第一回収流路45へ流入する。すなわち、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bを流通した陽イオンを含む酸性電解水は、第一バイパス流路43及び第一回収流路45を介して処理槽13内に回収される。
At this time, the acidic electrolyzed water generated in the
このように、第一循環流路40aは、酸性電解水を、原水の流入口から最も下流に位置し、硬度成分の吸着量が少ない第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bを有する第二軟水化槽4bの下流側から流通させ、上流に位置しており第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bに比べて硬度成分がより多く吸着している第一弱酸性陽イオン交換樹脂9aを有する第一軟水化槽4aの下流側へと流入させる。つまり、第一循環流路40aは、電解槽11から送出された酸性電解水を、第二軟水化槽4bに流通させた後、第一バイパス流路43によって第一軟水化槽4aへと送出し、第一軟水化槽4aを流通させ、処理槽13に回収した後、電解槽11へ流入させる。また、第一循環流路40aは、電解槽11から送出された酸性電解水を、第一軟水化槽4a及び第二軟水化槽4bの下流側から第一軟水化槽4a及び第二軟水化槽4bに導入し、各軟水化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。
In this way, the first circulation flow path 40a is positioned most downstream from the inlet of the raw water for the acidic electrolyzed water. First soft water having a first weakly acidic cation exchange resin 9a that is circulated from the downstream side of the tank 4b and is located upstream and adsorbs more hardness components than the second weakly acidic cation exchange resin 9b. It is caused to flow into the downstream side of the gasification tank 4a. That is, the first circulation flow path 40a circulates the acidic electrolyzed water sent from the
一方、電解槽11で生成したアルカリ性電解水は、第二供給流路42を通って第二中和槽5b内に送水され、内部の第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bを流通する。そして、第二中和槽5bを流通したアルカリ性電解水は、第二バイパス流路44を流通し、第一中和槽5a内に送水され、内部の第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10aを流通する。すなわち、アルカリ性電解水を第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bに通水させることで、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10b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、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bが再生される。その後、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10b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46へ流入する。すなわち、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bを流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水は、第二バイパス流路44及び第二回収流路46を介して処理槽13内に回収される。
On the other hand, the alkaline electrolyzed water produced in the
そして、処理槽13内では、第一軟水化槽4a及び第二軟水化槽4bから回収された陽イオンを含む酸性電解水と、第一中和槽5a及び第二中和槽5bから回収された陰イオンを含むアルカリ性電解水とが混合されて中和される。 Then, in the treatment tank 13, acidic electrolyzed water containing cations recovered from the first water softening tank 4a and the second water softening tank 4b and recovered from the first neutralization tank 5a and the second neutralization tank 5b It is neutralized by being mixed with alkaline electrolyzed water containing anions.
この時、陽イオン(硬度成分)を含む酸性電解水と、陰イオンを含むアルカリ性電解水とを混合することにより、硬度成分がアルカリ性電解水に含まれる水酸化物イオンと反応し、析出物が生じる。例えば、酸性電解水中の硬度成分がカルシウムイオンである場合、アルカリ性電解水により水酸化カルシウムが生じたり、水中に常在する炭酸イオンと結合して炭酸カルシウムが生じたりする。 At this time, by mixing acidic electrolyzed water containing cations (hardness components) and alkaline electrolyzed water containing anions, the hardness components react with the hydroxide ions contained in the alkaline electrolyzed water, and deposits are formed. occur. For example, when the hardness component in the acidic electrolyzed water is calcium ions, the alkaline electrolyzed water produces calcium hydroxide, or combines with carbonate ions normally present in water to produce calcium carbonate.
その後、処理槽13中で処理された処理水は、ろ過部15を流通する際に反応生成物が除去され、送水流路50を介して電解槽11に再び通水される。そして、通水された水は、電解槽11において再び電解される。電解槽11にて再び電解された電解水(酸性電解水、アルカリ性電解水)は、それぞれ弱酸性陽イオン交換樹脂9の再生と弱塩基性陰イオン交換樹脂10の再生に供される。
After that, the treated water treated in the treatment tank 13 has reaction products removed when it flows through the filtration unit 15 , and is again passed through the
そして、軟水化装置1では、再生処理が終了すると電極12及び送水ポンプ14の動作を停止させる。また、開閉弁72を開放することで排水処理へ移行する。なお、再生処理の終了は、再生処理開始(電極12の動作開始時)から一定時間とすればよい。
Then, in the
<<排水処理>>
軟水化装置1では、再生処理が終了すると排水処理へ移行する。ここで、排水処理とは、循環流路40内に残存している酸性電解水及びアルカリ性電解水の排水を行う処理である。
<< Wastewater treatment >>
In the
次に、軟水化装置1による排水処理時の動作について、図3の「排水時」の欄を参照して説明する。
Next, the operation of the
軟水化装置1では、図3に示すように、排水処理(排水時)において、開閉弁51~開閉弁55を閉止して、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁71、及び開閉弁72を開放する。
In the
これにより、第一循環流路40aに残存している酸性電解水及び第二循環流路40bに残存しているアルカリ性電解水を処理槽13に流入させることができる。 As a result, the acidic electrolyzed water remaining in the first circulation channel 40 a and the alkaline electrolyzed water remaining in the second circulation channel 40 b can flow into the treatment tank 13 .
次に、開閉弁72を開放すると空気抜き弁16の作用により、処理槽13内の電解水を装置外に排出することができる。 Next, when the on-off valve 72 is opened, the action of the air vent valve 16 allows the electrolyzed water in the treatment tank 13 to be discharged outside the apparatus.
排水処理を行うことにより、軟水化処理を再開した際に、循環流路40内に残存する酸性電解水及びアルカリ性電解水が、流入口2から流入する原水と混在し、取水口7から排出されることを防ぐことができる。 By performing waste water treatment, when the water softening treatment is restarted, the acidic electrolyzed water and alkaline electrolyzed water remaining in the circulation flow path 40 are mixed with the raw water flowing in from the inlet 2 and discharged from the water intake 7. can be prevented.
そして、軟水化装置1では、排水処理が終了すると、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁71、及び開閉弁72を閉止させ、開閉弁51~開閉弁55を開放することで軟水化処理へ移行する。なお、排水処理の終了は、排水処理開始から一定時間経過時とすればよい。
In the
<<軟水化処理>>
軟水化装置1は、排水処理が終了すると軟水化処理に移行する。
<<Water softening treatment>>
The
次に、軟水化装置1による軟水化処理時の動作について、図3の「軟水化時」の欄を参照して説明する。
Next, the operation of the
軟水化装置1では、図3に示すように、軟水化処理(軟水化時)において、開閉弁51~開閉弁54を開放した状態で、取水口7に設けた開閉弁55を開放する。これにより、外部から市水(硬度成分を含む原水)が軟水化槽4と中和槽5とを流通するので、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、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁71、及び開閉弁72は、いずれも閉止した状態になっている。また、電解槽11の電極12及び送水ポンプ14の動作も停止した状態である。
In the
具体的には、図1に示すように、軟水化処理では、供給される原水は、流入口2から流路30を通って、第一軟水化槽4aに供給される。そして、第一軟水化槽4aに供給された原水は、第一軟水化槽4a内に備えられた第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a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第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a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。但し、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9aにより軟水化された水は、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が低い酸性水となっている。pHが低下した状態では軟水化が進行しにくくなるため、第一軟水化槽4aを流通した水を、第一中和槽5aへ通水させ、中和を行う。
軟水化された水は、さらに流路31を流通し、第一中和槽5aへ流入する。第一中和槽5aでは、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a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、第一軟水化槽4a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、第一軟水化槽4aにおいて軟水化した水をそのまま第二軟水化槽4bで軟水化する場合と比較して、第二軟水化槽4bでの軟水化処理が進行しやすくなる。第一中和槽5aにより中和された水は、さらに流路32を流通し、第二軟水化槽4bに流入する。
Specifically, as shown in FIG. 1, in the water softening process, raw water is supplied from the inflow port 2 through the channel 30 to the first water softening tank 4a. The raw water supplied to the first water softening tank 4a then flows through the first weakly acidic cation exchange resin 9a provided in the first water softening tank 4a. At this time, cations, which are hardness components in the raw water, are adsorbed by the action of the first weakly acidic cation exchange resin 9a, and hydrogen ions are released (ion exchange is performed). Then, the raw water is softened by removing the cations from the raw water. However, the water softened by the first weakly acidic cation exchange resin 9a contains many hydrogen ions that have flowed out after being exchanged with hardness components, so that the water is acidified and has a low pH. Since water softening does not progress easily when the pH is lowered, the water that has flowed through the first water softening tank 4a is passed through the first neutralizing tank 5a for neutralization.
The softened water further flows through the channel 31 and flows into the first neutralization tank 5a. In the first neutralization tank 5a, hydrogen ions contained in the softened water are adsorbed by the action of the first weakly basic anion exchange resin 10a. That is, since hydrogen ions are removed from the water softened by the first water softening tank 4a, the lowered pH is raised and neutralized.
Therefore, compared with the case where the water softened in the first water softening tank 4a is directly softened in the second water softening tank 4b, the water softening treatment in the second water softening tank 4b proceeds more easily. The water neutralized by the first neutralization tank 5a further flows through the channel 32 and flows into the second water softening tank 4b.
第二軟水化槽4bでは、流路32から中和された中性水が通水され、内部に充填された第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bを通過する。これにより、第二軟水化槽4bでは、第二弱酸性陽イオン交換樹脂9b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。つまり第二軟水化槽4bでは、第一軟水化槽4aで除去できなかった硬度成分が、第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bの有する水素イオンと交換され、軟水化が行われる。但し、第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bで軟水化された水は、硬度成分と交換されて流出した水素イオンを含むため、酸性水となっている。水素イオンを含む軟水は、流路33を流通し、第二中和槽5bに流入する。第二中和槽5bでは、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bの作用により、流入した軟水に含まれる水素イオンが吸着される。つまり、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軟水化した中性水となる。言い換えると、第二中和槽5bでは、第二軟水化槽4bから流出した酸性水であり、第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bから放出された水素イオンを含む酸性水の中和が行われる。中和軟水は、流路34を流通して取水口7から取り出すことができる。 In the second water softening tank 4b, the neutralized water is passed through the channel 32 and passes through the second weakly acidic cation exchange resin 9b filled inside. As a result, in the second water softening tank 4b, cations, which are hardness components, are adsorbed by the action of the second weakly acidic cation exchange resin 9b, and hydrogen ions are released. That is, in the second water softening tank 4b, the hardness components that could not be removed in the first water softening tank 4a are exchanged with the hydrogen ions of the second weakly acidic cation exchange resin 9b to soften the water. However, since the water softened by the second weakly acidic cation exchange resin 9b contains hydrogen ions that have flowed out after being exchanged with hardness components, it is acidic water. Soft water containing hydrogen ions flows through the channel 33 and flows into the second neutralization tank 5b. In the second neutralization tank 5b, hydrogen ions contained in the inflowing soft water are adsorbed by the action of the second weakly basic anion exchange resin 10b. That is, since the hydrogen ions are removed from the soft water, the lowered pH is increased, and the softened neutral water that can be used as domestic water is obtained. In other words, in the second neutralization tank 5b, acid water that has flowed out of the second water softening tank 4b and contains hydrogen ions released from the second weakly acidic cation exchange resin 9b is neutralized. . The neutralized soft water can flow through the channel 34 and be taken out from the water intake 7 .
そして、軟水化装置1では、制御部20で特定された時間帯になった場合もしくは軟水化処理が一定時間を超えた場合に再生処理を実行する。
Then, in the
<<軟水の硬度の算出>>
軟水化装置1では、原水検知部3によって、流路30を流通する原水の電気伝導度を検知し、軟水検知部6によって、流路34を流通する軟水の電気伝導度を検知する。また、取得部17において、原水検知部3から出力された原水の電気伝導度に対して、一定の補正(原水の電気伝導度に対する所定値の乗算など)を行い、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度(第一電気伝導度)を取得し、第一電気伝導度を出力する。出力された第一電気伝導度を用いて、校正部18において軟水の電気伝導度を校正(軟水の電気伝導度の値から、第一電気伝導度の値を減算)し、第二電気伝導度として出力する。出力された第二電気伝導度を用いて、算出部19において軟水の硬度を算出(第二電気伝導度に対する所定値の乗算など)し、軟水の硬度を数値として出力する。
<<Calculation of hardness of soft water>>
In the
以上のようにして、軟水化装置1では、軟水化処理、再生処理、及び排水処理が繰り返し実行される。
As described above, the
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。
As described above, according to the
(1)軟水化装置1は、軟水化槽4と、中和槽5と、原水検知部3と、軟水検知部6と、取得部17と、校正部18と、算出部19と、表示部21とを備える。軟水化槽4は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂9により軟水化する。中和槽5は、軟水化槽4を通過した軟水のpHを弱塩基性陰イオン交換樹脂10により中和する。原水検知部3は、原水の電気伝導度を検知する。軟水検知部6は、軟水化槽4および中和槽5を通過した軟水の電気伝導度を検知する。取得部17は、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度(第一電気伝導度)を取得する。校正部18は、取得部17で取得した、原水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部6で得られた電気伝導度を校正し、第二電気伝導度を出力する。算出部19は、校正部18で出力された第二電気伝導度に基づいて軟水の硬度を算出する。表示部21は、算出部19により算出された軟水の硬度を通知する。そして、軟水化装置1は、原水が、原水検知部3、軟水化槽4、中和槽5、及び軟水検知部6の順に流通するように構成されている。
(1) The
こうした構成によれば、原水検知部3において原水の電気伝導度を取得し、取得部17において原水の電気伝導度に一定の補正(所定値の乗算など)を行うことで、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度(第一電気伝導度)を取得し、校正部18において、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部6で検知される軟水の電気伝導度を校正した電気伝導度(第二電気伝導度)を取得し、算出部19において第二電気伝導度から軟水中の硬度成分を算出することができる。したがって、硬度成分とその他イオン成分が混在する硬水を流通する場合においても、硬水および硬水を流通することで得られる軟水の電気伝導度から、軟水中の硬度成分を算出することが可能となる。また、表示部21を備えることにより、算出部19から出力された軟水中の硬度成分に関する情報が表示部21に表示されるため。軟水化装置1の利用者は、軟水化装置1から取り出される軟水の硬度を視覚的に知ることができる。
According to such a configuration, the electrical conductivity of the raw water is acquired in the raw water detection unit 3, and the electrical conductivity of the raw water is corrected by a certain correction (such as multiplication by a predetermined value) in the acquisition unit 17, so that ions other than the hardness component The electrical conductivity (first electrical conductivity) corresponding to the component is acquired, and the electrical conductivity of the soft water detected by the soft water detection unit 6 is detected by the calibration unit 18 based on the electrical conductivity corresponding to the ion component other than the hardness component. An electric conductivity (second electric conductivity) obtained by calibrating the conductivity is obtained, and the hardness component in the soft water can be calculated from the second electric conductivity in the calculation unit 19 . Therefore, even when hard water containing a mixture of hardness components and other ionic components is circulated, the hardness components in the soft water can be calculated from the electrical conductivity of the hard water and the soft water obtained by circulating the hard water. In addition, since the
(2)軟水化装置1は、軟水化槽4と、中和槽5とを備える。軟水化槽4は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂9により軟水化する。中和槽5は、軟水化槽4を通過した軟水のpHを弱塩基性陰イオン交換樹脂10により中和する。また、軟水化槽4は、第一軟水化槽4aと第二軟水化槽4bとを有する。中和槽5は、第一中和槽5aと第二中和槽5bとを有する。軟水化装置1は、原水が、第一軟水化槽4a、第一中和槽5a、第二軟水化槽4b、及び第二中和槽5bの順に流通するように構成されるようにした。
(2) The
こうした構成によれば、硬度成分を含む原水は、第一軟水化槽4a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化槽4aを流出し、第一中和槽5aにおいて中和され、第二軟水化槽4bで軟水化されるようになる。そのため、軟水化槽4内に流通する水のpHの低下及び酸性化を抑制できるので、硬度成分と第二軟水化槽4bの第二弱酸性陽イオン交換樹脂9b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、軟水化装置1は、軟水化槽4及び中和槽5を分割しない場合と比較して、軟水化性能を向上させることが可能となる。
According to such a configuration, the raw water containing hardness components flows out of the first water softening tank 4a before the pH of the raw water decreases due to the water softening treatment in the first water softening tank 4a, and the first neutralization tank It is neutralized in 5a and softened in the second water softening tank 4b. Therefore, it is possible to suppress the decrease and acidification of the pH of the water circulating in the water softening tank 4, so that the hardness component is exchanged with the hydrogen ion retained by the second weakly acidic cation exchange resin 9b of the second water softening tank 4b. becomes more likely to occur. Therefore, the
(3)軟水化装置1では、軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9を再生するための酸性電解水と、中和槽5の弱塩基性陰イオン交換樹脂10を再生するためのアルカリ性電解水とを生成する電解槽11と、軟水化槽4を流通した酸性電解水と中和槽5を流通したアルカリ性電解水とを混合して電解槽11に供給する処理槽13とをさらに備えるようにした。こうした構成によれば、電解槽11で生成される酸性電解水によって弱酸性陽イオン交換樹脂9を再生することが可能となり、アルカリ性電解水によって弱塩基性陰イオン交換樹脂10を再生することが可能となる。そのため、軟水化装置1のメンテナンス頻度を低減でき、長期にわたって使用可能な軟水化装置1とすることができる。
(3) In the
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係る軟水化装置1aは、原水検知部3を備えない点と、の電気伝導度が第一所定値に達するまでの第一期との軟水の電気伝導度が第一所定値に達した以降の第二期とを判定する判定部22を備える点と、第二期の初期における軟水の電気伝導度を基準電気伝導度として記憶する記憶部23を備える点と、算出部19aにおいて、基準電気伝導度と軟水の電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する点で実施の形態1と異なる。これ以外の軟水化装置1aの構成は、実施の形態1に係る軟水化装置1と同様である。以下、実施の形態1で説明済みの内容は再度の説明を適宜省略し、実施の形態1と異なる点を主に説明する。
(Embodiment 2)
The water softening device 1a according to Embodiment 2 of the present invention does not include the raw water detection unit 3, and the electrical conductivity of the softened water in the first period until the electrical conductivity reaches the first predetermined value is the first A point of providing a
本発明の実施の形態2に係る軟水化装置1aについて、図4を参照しながら説明する。図4は、本発明の実施の形態2に係る軟水化装置1aを示す概念図である。なお、図4では、軟水化装置1aの各要素を概念的に示している。 A water softening device 1a according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram showing a water softening device 1a according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, FIG. 4 conceptually shows each element of the water softening device 1a.
<全体構成>
軟水化装置1a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。
<Overall composition>
The water softening device 1a is a device that generates neutral soft water from raw water supplied from the outside and containing hardness components.
具体的には、図3に示すように、軟水化装置1aは、軟水化槽4(第一軟水化槽4a及び第二軟水化槽4b)と、中和槽5(第一中和槽5a及び第二中和槽5b)と、処理後の軟水の電気伝導度を検知する軟水検知部6aと、処理後の軟水の取水口7と、再生装置8を備えている。また、再生装置8は、電解槽11と、処理槽13と、送水ポンプ14とを含んで構成される。また、軟水化装置1は、複数の開閉弁(開閉弁51~開閉弁55、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁71、及び開閉弁72)と、算出部19a、制御部20、表示部21、判定部22及び記憶部23とを含んで構成される。
Specifically, as shown in FIG. 3, the water softening device 1a includes a water softening tank 4 (first water softening tank 4a and second water softening tank 4b), a neutralizing tank 5 (first neutralizing tank 5a and a second neutralization tank 5b), a
<軟水検知部>
軟水検知部6aは、流路34に設けられ、第二中和槽5bから流出した中性の軟水の電気伝導度(軟水の電気伝導度)を検知する。軟水検知部6は、後述する制御部20、判定部22、及び記憶部23と無線又は有線により通信可能に接続され、検知した軟水の電気伝導度に関する情報は、制御部20、判定部22、及び記憶部23の入力信号として用いられる。軟水検知部6aとしては、液体の電気伝導度を測定する検出器であれば汎用的なものを使用することができる。
<Soft water detector>
The soft
<判定部>
判定部22は、後述する制御部20と接続され、また内部に後述する記憶部23を備える。判定部22は、軟水検知部6で検知された軟水の電気伝導度と後述する基準電気伝導度を比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。判定結果は、算出部19aでの軟水中の硬度成分の算出時に用いられる。
<Determination part>
The
第一期及び第二期の具体的な判定方法について、図5を用いて説明する。図5は、本発明の実施の形態2に係る軟水化装置による軟水化時の電気伝導度変化を示す図である。 A specific determination method for the first period and the second period will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing changes in electrical conductivity during water softening by the water softening apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
具体的には、再生処理後の軟水化装置1aの軟水化処理時を例とすると、図5に示すように、軟水の電気伝導度の挙動から、軟水化処理は、3つの区間A、区間B、及び区間Cに分けられる。区間Aは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度を下回る区間である。区間Bは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度と同程度(例えば、基準電気伝導度から±5%程度)となる区間である。区間Cは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度を上回る区間である。判定部22は、区間Aに相当する部分を第一期、区間B及び区間Cに相当する部分を第二期と判定する。なお、軟水の電気伝導度が図5のような挙動を示すのは、実施の形態1において説明した、原水が軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9を流通することで軟水化される際に、硬度成分であるカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンと、ナトリウムイオン等の一価の陽イオンとで、弱酸性陽イオン交換樹脂9とのイオン交換反応のされやすさが異なることが影響している。具体的には、一価の陽イオンよりも硬度成分であるカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンの方が、弱酸性陽イオン交換樹脂9とのイオン交換反応が起こりやすい。以降は、一価の陽イオンについてはナトリウムイオンを例として説明する。区間Aでは、硬度成分はほぼ全てがイオン交換され、ナトリウムイオンはその一部がイオン交換される。しかし、ナトリウムイオンは、原水の総通水量が増加するにつれてイオン交換されづらくなる。したがって、区間Aでは、ナトリウムイオンの電気伝導度に由来する軟水の電気伝導度の上昇がみられる。区間Bでは、硬度成分は略全量がイオン交換される一方、ナトリウムイオンは略全量がイオン交換されず、水中に含まれる。区間Bでは、軟水中のイオン成分量及びイオン成分組成に大きな変化がないため、軟水の電気伝導度は同程度の値を保ち続ける。区間Cでは、弱酸性陽イオン交換樹脂9の末端の官能基が持つ水素イオンと、硬度成分とのイオン交換が進んだ結果、徐々にイオン交換反応自体が起こりにくくなり、水中の硬度成分の濃度増加による軟水の電気伝導度の上昇が起こる。
Specifically, taking the water softening process of the water softening device 1a after the regeneration process as an example, as shown in FIG. It is divided into B and section C. Section A is a section in which the electrical conductivity of soft water is lower than the reference electrical conductivity. Section B is a section in which the electrical conductivity of soft water is approximately the same as the reference electrical conductivity (for example, about ±5% from the reference electrical conductivity). Section C is a section in which the electrical conductivity of soft water exceeds the reference electrical conductivity. The
すなわち区間Aは、ナトリウムイオンなど硬度成分以外のイオンによる軟水の電気伝導度上昇が起きている区間であり、区間Cは硬度成分のイオンによる軟水の電気伝導度上昇が起きている区間である。なお、上記イオン交換反応のされやすさの違いにより、基本的には、ナトリウムイオンがイオン交換されなくなるより以前に硬度成分の濃度増加は起きない。そのため、区間Aおよび区間Bでは、軟水中の硬度成分濃度は0とみなすことができる。 That is, section A is a section in which the electrical conductivity of soft water increases due to ions other than hardness components such as sodium ions, and section C is a section in which the electrical conductivity of soft water increases due to ions of hardness components. Due to the difference in the ease with which the ion-exchange reaction occurs, basically, the concentration of the hardness component does not increase before the sodium ions are no longer ion-exchanged. Therefore, in section A and section B, the concentration of hardness components in soft water can be regarded as zero.
<<記憶部>>
記憶部23は、図5中の区間Bに相当する軟水の電気伝導度の値を基準電気伝導度として記憶する。記憶された基準電気伝導度は判定部22へ出力され、区間A、B及びC、並びに第一期及び第二期を判定するために使用される。なお、どのタイミングの電気伝導度を基準電気伝導度とするかについては、原水総通水量及び原水総通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量(グラフで言うところの傾き)を考慮する。原水総通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量が一定以下(例えば、0.1μS/cm・L以下)、もしくは電気伝導度の変化量全体の中で一番小さいときの軟水の電気伝導度を基準電気伝導度とするのが好ましい。また基準電気伝導度は、一定の間隔(例えば1ヶ月)で更新して記憶することで、原水のイオン成分組成に変化が起きた場合に関しても変化に対応した基準電気伝導度度とすることができる。
<<storage unit>>
The storage unit 23 stores the electric conductivity value of the soft water corresponding to the section B in FIG. 5 as the reference electric conductivity. The stored reference electrical conductivity is output to the
記憶部23は、判定部22と接続可能であれば、判定部22の内部に備えられてもよいし、外部に備えられてもよい。
The storage unit 23 may be provided inside the
<算出部>
算出部19aは、後述する制御部20と接続され、軟水検知部6で検知された軟水の電気伝導度と判定部22及び記憶部23から出力された基準電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。算出の方法は、判定部22による判定が第一期か第二期かで異なる。第一期の場合、軟水の電気伝導度によらず軟水中の硬度成分を0と算出する。第二期の場合、例えば軟水の電気伝導度から基準電気伝導度を減算し、減算して算出された値に所定値を乗算する方法などが挙げられる。ここでいう所定値とは、「軟水の電気伝導度と基準電気伝導度の差分」と「軟水中の硬度成分」との間の比例定数である。一般的に水の電気伝導度は、水中のイオン成分の濃度に比例し、水中のイオン成分の濃度が高くなるほど、電気伝導度も大きくなる。イオン濃度と電気伝導度の比例定数は、イオン種によってそれぞれ異なる。「軟水の電気伝導度と基準電気伝導度の差分」中には、硬度成分による電気伝導度の他に、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンなどの陰イオンによる電気伝導度も含まれるが、軟水化装置1aを使用する国や地域に対応した陰イオン組成をあらかじめ考慮し、所定値の設定を調整することで、より正確に軟水中の硬度成分の算出を行うことができる。
<Calculation part>
The calculation unit 19a is connected to the control unit 20 to be described later, and based on the electrical conductivity of the soft water detected by the soft water detection unit 6 and the reference electrical conductivity output from the
<制御部>
制御部20は、硬度成分を含む原水を軟水化する軟水化処理を制御する。また、制御部20は、軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9及び中和槽5の弱塩基性陰イオン交換樹脂10の再生処理を制御する。さらに、制御部20は、軟水化装置1の軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを制御する。この際、制御部20は、電極12、送水ポンプ14、開閉弁51~開閉弁55、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁71、及び開閉弁72の動作を制御し、軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを行い、それぞれの処理を実行させる。
<Control part>
The control unit 20 controls a water softening process for softening raw water containing hardness components. In addition, the control unit 20 controls regeneration of the weakly acidic cation exchange resin 9 in the water softening tank 4 and the weakly basic anion exchange resin 10 in the neutralization tank 5 . Further, the control unit 20 controls switching of the
また、制御部20は、判定部22、記憶部23、算出部19a、表示部21とそれぞれ接続され、それぞれ軟水の電気伝導度、基準電気伝導度、軟水中の硬度成分の入出力を制御する。
In addition, the control unit 20 is connected to the
<軟水の硬度の算出>
軟水化装置1aでは、判定部22において、軟水検知部6aから出力された軟水の電気伝導度に対して基準電気伝導度と比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。基準電気伝導度は、記憶部23において、図5中の区間Bに相当する軟水の電気伝導度の値を用いる。そして算出部19aにおいて、軟水検知部6aで検知された軟水の電気伝導度と判定部22及び記憶部23から出力された基準電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。算出は、判定部22による判定が第一期か第二期かで異なり、第一期の場合、軟水の電気伝導度によらず軟水中の硬度成分を0と算出し、第二期の場合、軟水の電気伝導度から基準電気伝導度を減算し、減算して算出された値に所定値を乗算する。
<Calculation of hardness of soft water>
In the water softening device 1a, the
以上、本実施の形態2に係る軟水化装置1aによれば、以下の効果を享受することができる。 As described above, according to the water softening device 1a according to the second embodiment, the following effects can be obtained.
軟水化装置1aは、軟水化槽4と、中和槽5と、軟水検知部6aと、判定部22と、記憶部23と、算出部19aと、表示部21とを備える。軟水化槽4は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂9により軟水化する。中和槽5は、軟水化槽4を通過した軟水のpHを弱塩基性陰イオン交換樹脂10により中和する。軟水検知部6aは、軟水化槽4および中和槽5を通過した軟水の電気伝導度を検知する。判定部22は、軟水検知部6aで検知された軟水の電気伝導度と基準電気伝導度を比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。記憶部23は、原水通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量が小さいときの軟水の電気伝導度を基準電気伝導度として記憶する。
The water softening device 1 a includes a water softening tank 4 , a neutralizing tank 5 , a water
算出部19aは、軟水検知部6aで出力された軟水の電気伝導度と、判定部22及び記憶部23から出力された基準電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。表示部21は、算出部19aにより算出された軟水の硬度を通知する。そして、軟水化装置1aは、原水が、軟水化槽4、中和槽5、及び軟水検知部6aの順に流通するように構成されている。
The calculation unit 19a calculates and outputs the hardness component in the soft water based on the electrical conductivity of the soft water output by the soft
こうした構成によれば、原水検知部3において原水の電気伝導度を取得し、取得部17において原水の電気伝導度に一定の補正(所定値の乗算など)を行うことで、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度(第一電気伝導度)を取得し、校正部18において、硬度成分以外のイオン成分に対応する電気伝導度に基づいて、軟水検知部6aで検知される軟水の電気伝導度を校正した電気伝導度(第二電気伝導度)を取得し、算出部19aにおいて第二電気伝導度から軟水中の硬度成分を算出することができる。したがって、実施の形態1とは異なり、原水検知部および取得部を備えなくとも、実施の形態1における第一電気伝導度を、軟水の電気伝導度の変化挙動から予測し、基準電気伝導度として設定することができる。また実施の形態1と同様に、硬度成分とその他イオン成分が混在する硬水を流通する場合においても、硬水および硬水を流通することで得られる軟水の電気伝導度から、軟水中の硬度成分を算出することが可能となる。
According to such a configuration, the electrical conductivity of the raw water is acquired in the raw water detection unit 3, and the electrical conductivity of the raw water is corrected by a certain correction (such as multiplication by a predetermined value) in the acquisition unit 17, so that ions other than the hardness component The electrical conductivity (first electrical conductivity) corresponding to the component is acquired, and the electrical conductivity of the soft water detected by the soft
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係る軟水化装置1bは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの第一期において軟水の電気伝導度と第三電気伝導度との差分に基づいて硬度成分を算出する点と、電解槽11b後の取水口を酸側とアルカリ側に分けて2箇所にすることで酸側とアルカリ側の再生水を混合しないように流通させる再生装置8bを備える点で実施の形態1及び2と異なる。これ以外の軟水化装置1bの構成は、実施の形態2に係る軟水化装置1aと同様である。以下、実施の形態2で説明済みの内容は再度の説明を適宜省略し、実施の形態2と異なる点を主に説明する。
(Embodiment 3)
The water softening device 1b according to Embodiment 3 of the present invention is based on the difference between the electrical conductivity of the soft water and the third electrical conductivity in the first period until the electrical conductivity of the soft water reaches the reference electrical conductivity. The point of calculating the hardness component, and the point of having a regeneration device 8b that distributes the reclaimed water on the acid side and the alkaline side without mixing by dividing the water intake port after the electrolytic cell 11b into two places, one for the acid side and the other for the alkali side. is different from the first and second embodiments. Other configurations of the water softening device 1b are the same as those of the water softening device 1a according to the second embodiment. In the following, repetitive explanations of the contents already explained in the second embodiment will be omitted as appropriate, and differences from the second embodiment will be mainly explained.
本発明の実施の形態3に係る軟水化装置1bについて、図6を参照しながら説明する。図6は、本発明の実施の形態3に係る軟水化装置1bを示す概念図である。なお、図6では、軟水化装置1bの各要素を概念的に示している。 A water softening device 1b according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a conceptual diagram showing a water softening device 1b according to Embodiment 3 of the present invention. Note that FIG. 6 conceptually shows each element of the water softening device 1b.
<全体構成>
軟水化装置1b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。
<Overall composition>
The water softening device 1b is a device that generates neutral soft water from raw water supplied from the outside and containing hardness components.
具体的には、図6に示すように、軟水化装置1bは、軟水化槽4(第一軟水化槽4a及び第二軟水化槽4b)と、中和槽5(第一中和槽5a及び第二中和槽5b)と、処理後の軟水の電気伝導度を検知する軟水検知部6aと、処理後の軟水の取水口7と、再生装置8bを備えている。また、軟水化装置1bは、複数の開閉弁(開閉弁51~開閉弁55、開閉弁61~開閉弁66および開閉弁73~開閉弁76)と、制御部20bと、表示部21とを含んで構成される。
Specifically, as shown in FIG. 6, the water softening device 1b includes a water softening tank 4 (first water softening tank 4a and second water softening tank 4b), a neutralizing tank 5 (first neutralizing tank 5a and a second neutralization tank 5b), a
<再生装置>
再生装置8bは、軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9を再生させ、且つ、中和槽5の弱塩基性陰イオン交換樹脂10を再生させる機器である。具体的には、再生装置8bは、電解槽11bと、酸性電解水貯水槽26と、アルカリ性電解水貯水槽28と、酸性電解水循環ポンプ24と、アルカリ性電解水循環ポンプ25と、ろ過部15とを含んで構成される。そして、再生装置8bは、流入口2から取水口7までの流路33、流路30、流路34、及び流路31に対して、第一供給流路41、第一回収流路45、第二供給流路42、及び第二回収流路46がそれぞれ接続されている。また、第一バイパス流路43によって、流路31及び流路32が接続されている。また、第二バイパス流路44によって、流路32及び流路33が接続されている。また、第一送水流路47によって、第一供給流路41および第一回収流路45が接続されている。また、第二送水流路48によって、第二供給流路42及び第二回収流路46が接続されている。そして、各流路は、後述する循環流路40(第一循環流路40c、第二循環流路40d)を構成している。
<Playback device>
The regeneration device 8 b is a device that regenerates the weakly acidic cation exchange resin 9 in the water softening tank 4 and regenerates the weakly basic anion exchange resin 10 in the neutralization tank 5 . Specifically, the regeneration device 8b includes an electrolytic cell 11b, an acidic electrolyzed water storage tank 26, an alkaline electrolyzed water storage tank 28, an acidic electrolyzed
ここで、第一供給流路41は、後述する電解槽11bの第一吐出口36から第二軟水化槽4bへ酸性電解水を供給する流路である。 Here, the first supply channel 41 is a channel for supplying acidic electrolyzed water from a first discharge port 36 of the electrolytic bath 11b, which will be described later, to the second water softening bath 4b.
第一バイパス流路43は、第二軟水化槽4bを流通した酸性電解水を、第一中和槽5aをバイパスして第一軟水化槽4aに供給する流路である。 The first bypass channel 43 is a channel for bypassing the first neutralization tank 5a and supplying the acidic electrolyzed water that has flowed through the second water softening tank 4b to the first water softening tank 4a.
第一回収流路45は、第一軟水化槽4aを通過した硬度成分を含む酸性電解水を酸性電解水貯水槽26へ回収する流路である。 The first recovery channel 45 is a channel for recovering the acidic electrolyzed water containing the hardness component that has passed through the first water softening tank 4 a into the acidic electrolyzed water storage tank 26 .
第一送水流路47は、酸性電解水貯水槽26が回収する酸性電解水を酸性電解水循環ポンプ24によって、後述する電解槽11bの第一取水口35へ送水する流路である。
The first water supply channel 47 is a channel for supplying the acidic electrolyzed water collected by the acidic electrolyzed water storage tank 26 to the first water intake port 35 of the electrolytic cell 11b to be described later by the acidic electrolyzed
第二供給流路42は、後述する電解槽11bの第二吐出口38から第二中和槽5bへアルカリ性電解水を供給する流路である。 The second supply channel 42 is a channel for supplying alkaline electrolyzed water from a second discharge port 38 of the electrolytic bath 11b, which will be described later, to the second neutralization bath 5b.
第二バイパス流路44は、第二中和槽5bを流通したアルカリ性電解水を、第二軟水化槽4bをバイパスして第一中和槽5aに供給する流路である。 The second bypass flow path 44 is a flow path that bypasses the second water softening tank 4b and supplies the alkaline electrolyzed water that has flowed through the second neutralization tank 5b to the first neutralization tank 5a.
第二回収流路46は、第一中和槽5aを通過したアルカリ性電解水をアルカリ性電解水貯水槽28へ回収する流路である。 The second recovery channel 46 is a channel for recovering the alkaline electrolyzed water that has passed through the first neutralization tank 5 a into the alkaline electrolyzed water storage tank 28 .
第二送水流路48は、アルカリ性電解水貯水槽28が回収するアルカリ性電解水をアルカリ性電解水循環ポンプ25によって、後述する電解槽11bの第二取水口37へ送水する流路である。
The second water supply channel 48 is a channel for supplying the alkaline electrolyzed water collected by the alkaline electrolyzed water storage tank 28 to the second water intake port 37 of the electrolytic cell 11b to be described later by the alkaline electrolyzed
<<電解槽>>
電解槽11bは、弱酸性陽イオン交換樹脂9を再生する酸性電解水と、弱塩基性陰イオン交換樹脂10を再生するアルカリ性電解水とを、水の電気分解により生成する。電解槽11bは、電極12a、電極12b、隔膜80、陽極室81、陰極室82を備える。
<<Electrolyzer>>
The electrolytic cell 11b produces acidic electrolyzed water for regenerating the weakly acidic cation exchange resin 9 and alkaline electrolyzed water for regenerating the weakly basic anion exchange resin 10 by electrolysis of water. The electrolytic cell 11b includes an electrode 12a, an electrode 12b, a diaphragm 80, an anode chamber 81, and a cathode chamber 82.
ここでは、図6を参照して、電極12bに対して電極12aが高電位となるように通電した場合について説明する。電解槽11bは、内部に設けられた隔膜80により、陽極室81と陰極室82とに隔てられている。 Here, with reference to FIG. 6, a case will be described in which current is applied so that the potential of the electrode 12a is higher than that of the electrode 12b. The electrolytic cell 11b is separated into an anode chamber 81 and a cathode chamber 82 by a diaphragm 80 provided inside.
隔膜80は、再生処理時に、陽極室81で生成する酸性電解水と陰極室82で生成するアルカリ性電解水との混合を抑制する。これにより、酸性電解水中の水素イオン及びアルカリ性電解水中の水酸化物イオンが中和反応により消費されることが抑制できる。したがって、隔膜80により、弱酸性陽イオン交換樹脂9及び弱塩基性陰イオン交換樹脂10の再生効率低下を抑制できる。隔膜80として、例えばフッ素系の多孔質膜を用いることができる。なお、隔膜80に用いる多孔質膜として、フッ素系の他に、炭化水素系の多孔質膜等、一般的に用いられる多孔質膜を用いてもよいが、フッ素系の多孔質膜は耐久性に優れるため、軟水化装置1bでは、フッ素系の多孔質膜を用いている。 The diaphragm 80 suppresses mixing of the acidic electrolyzed water generated in the anode chamber 81 and the alkaline electrolyzed water generated in the cathode chamber 82 during the regeneration process. Thereby, consumption of hydrogen ions in the acidic electrolyzed water and hydroxide ions in the alkaline electrolyzed water by the neutralization reaction can be suppressed. Therefore, the diaphragm 80 can suppress a decrease in regeneration efficiency of the weakly acidic cation exchange resin 9 and the weakly basic anion exchange resin 10 . As the diaphragm 80, for example, a fluorine-based porous film can be used. As the porous membrane used for the diaphragm 80, in addition to the fluorine-based porous membrane, a generally used porous membrane such as a hydrocarbon-based porous membrane may be used. Therefore, the water softening device 1b uses a fluorine-based porous membrane.
陽極室81は、水の電気分解時に、酸性電解水が生成する部位である。陽極室81は、電極12a、第一取水口35、及び第一吐出口36を備える。 The anode chamber 81 is a portion where acidic electrolyzed water is generated during electrolysis of water. The anode chamber 81 has an electrode 12 a , a first water intake port 35 and a first discharge port 36 .
電極12aは、陽極として、水を電気分解することにより水素イオンを生成する。したがって、電極12aを備える陽極室81では、水の水素イオン濃度が高まり、酸性電解水となる。電極12aとして、例えば白金電極を用いることができる。 As an anode, the electrode 12a generates hydrogen ions by electrolyzing water. Therefore, in the anode chamber 81 having the electrode 12a, the hydrogen ion concentration of the water is increased and becomes acidic electrolyzed water. A platinum electrode, for example, can be used as the electrode 12a.
第一取水口35は、酸性電解水貯水槽26に貯められた酸性電解水を、第一送水流路47を通して陽極室81に導入する開口である。第一取水口35は、第一送水流路47に接続される。 The first water intake port 35 is an opening through which the acidic electrolyzed water stored in the acidic electrolyzed water reservoir 26 is introduced into the anode chamber 81 through the first water supply channel 47 . The first water intake port 35 is connected to the first water supply channel 47 .
第一吐出口36は、電極12aで生成された水素イオンを含む酸性電解水を、第一供給流路41を通して軟水化槽4へ供給する開口である。第一吐出口36は、第一供給流路41と接続される。 The first outlet 36 is an opening for supplying acidic electrolyzed water containing hydrogen ions generated by the electrode 12 a to the water softening tank 4 through the first supply flow path 41 . The first outlet 36 is connected to the first supply channel 41 .
陰極室82は、水の電気分解時に、アルカリ性電解水が生成する部位である。陰極室82は、電極12b、第二取水口37、及び第二吐出口38を備える。 The cathode chamber 82 is a portion where alkaline electrolyzed water is generated during electrolysis of water. The cathode chamber 82 includes an electrode 12b, a second water intake port 37, and a second discharge port 38.
電極12bは、陰極として、水を電気分解することにより水酸化物イオンを生成する。したがって、電極12bを備える陰極室82では、水の水酸化物イオン濃度が高まり、アルカリ性電解水となる。電極12bとして、例えば白金電極を用いることができる。 The electrode 12b serves as a cathode to generate hydroxide ions by electrolyzing water. Therefore, in the cathode chamber 82 provided with the electrode 12b, the hydroxide ion concentration of the water is increased, resulting in alkaline electrolyzed water. A platinum electrode, for example, can be used as the electrode 12b.
第二取水口37は、アルカリ性電解水貯水槽28に貯められたアルカリ性電解水を、第二送水流路48を通して陰極室82に導入する開口である。第二取水口37は、第二送水流路48に接続される。 The second water intake port 37 is an opening through which the alkaline electrolyzed water stored in the alkaline electrolyzed water reservoir 28 is introduced into the cathode chamber 82 through the second water supply channel 48 . The second water intake port 37 is connected to the second water supply channel 48 .
第二吐出口38は、電極12bで生成された水酸化物イオンを含むアルカリ性電解水を、第二供給流路42を通して中和槽5へ供給する開口である。第二吐出口38は、第二供給流路42と接続される。 The second discharge port 38 is an opening for supplying alkaline electrolyzed water containing hydroxide ions generated at the electrode 12 b to the neutralization tank 5 through the second supply flow path 42 . The second outlet 38 is connected with the second supply channel 42 .
つまり、電解槽11bは、電極12aを用いて、第一取水口35から流入した水(酸性電解水貯水槽26から供給される水)を電気分解することによって、陽極室81で酸性電解水を生成し、第一吐出口36から排出する。また、電解槽11bは、電極12bを用いて、第二取水口37から流入した水(アルカリ性電解水貯水槽28から供給される水)を電気分解することによって、陰極室82でアルカリ性電解水を生成し、第二吐出口38から排出する。 That is, the electrolytic cell 11b uses the electrode 12a to electrolyze the water flowing in from the first water intake port 35 (the water supplied from the acidic electrolyzed water storage tank 26) to produce acidic electrolyzed water in the anode chamber 81. It is generated and discharged from the first outlet 36 . In addition, the electrolytic cell 11b uses the electrode 12b to electrolyze the water flowing in from the second water intake port 37 (the water supplied from the alkaline electrolyzed water storage tank 28), thereby producing alkaline electrolyzed water in the cathode chamber 82. It is generated and discharged from the second outlet 38 .
<<酸性電解水貯水槽及びアルカリ性電解水貯水槽>>
酸性電解水貯水槽26は、空気抜き弁27を備えたタンクまたは容器である。酸性電解水貯水槽26は、弱酸性陽イオン交換樹脂9を再生する際に第一循環流路40c内を流通させる水を確保し、貯留するものである。また、酸性電解水貯水槽26は、軟水化槽4を流通した硬度成分を含む酸性電解水を電解槽11bに供給するものである。
<<Acid Electrolyzed Water Tank and Alkaline Electrolyzed Water Tank>>
The acidic electrolyzed water reservoir 26 is a tank or container equipped with an air vent valve 27 . The acidic electrolyzed water storage tank 26 secures and stores water to be circulated in the first circulation flow path 40c when the weakly acidic cation exchange resin 9 is regenerated. The acidic electrolyzed water storage tank 26 supplies the acidic electrolyzed water containing the hardness component that has flowed through the water softening tank 4 to the electrolytic tank 11b.
そして、軟水化槽4を流通した酸性電解水は電解槽11bに通水され、電解槽11bにおいて電気分解される。酸性電解水は、電気分解により生成する水素イオンによって水素イオン濃度が高まり、軟水化槽4を流通した再び酸性電解水貯水槽26へ通水される。したがって、弱酸性陽イオン交換樹脂9の再生に使用した酸性電解水を再利用することができる。さらに、酸性電解水を排水することなく循環させるため、水素イオン濃度が高まった状態で再生を行うことができ、弱酸性陽イオン交換樹脂9の再生効率を向上させることができる。 Then, the acidic electrolyzed water that has flowed through the water softening tank 4 is passed through the electrolytic tank 11b and electrolyzed in the electrolytic tank 11b. The hydrogen ion concentration of the acidic electrolyzed water is increased by the hydrogen ions generated by electrolysis, and after passing through the water softening tank 4 , the acidic electrolyzed water is again passed to the acidic electrolyzed water storage tank 26 . Therefore, the acidic electrolyzed water used to regenerate the weakly acidic cation exchange resin 9 can be reused. Furthermore, since the acidic electrolyzed water is circulated without being discharged, regeneration can be performed in a state where the hydrogen ion concentration is increased, and the regeneration efficiency of the weakly acidic cation exchange resin 9 can be improved.
アルカリ性電解水貯水槽28は、空気抜き弁29を備えたタンクまたは容器である。アルカリ性電解水貯水槽28は、弱塩基性陰イオン交換樹脂10を再生する際に第二循環流路40d(図7参照)内を流通させる水を確保し、貯留するものである。また、アルカリ性電解水貯水槽28は中和槽5を流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水を電解槽11bに供給するものである。 The alkaline electrolyzed water reservoir 28 is a tank or container equipped with an air vent valve 29 . The alkaline electrolyzed water storage tank 28 secures and stores water to be circulated in the second circulation flow path 40d (see FIG. 7) when the weakly basic anion exchange resin 10 is regenerated. The alkaline electrolyzed water storage tank 28 supplies the alkaline electrolyzed water containing anions that has flowed through the neutralization tank 5 to the electrolytic tank 11b.
そして、中和槽5を流通したアルカリ性電解水が電解槽11bに通水され、電解槽11bにおいて電気分解される。アルカリ性電解水は、電気分解により生成する水酸化物イオンによって水酸化物イオン濃度が高まり、中和槽5を流通した後、再びアルカリ性電解水貯水槽28へ通水される。したがって、弱塩基性陰イオン交換樹脂10の再生に使用したアルカリ性電解水を再利用することができる。さらに、アルカリ性電解水を排水することなく循環させるため、水酸化物イオン濃度が高まった状態で再生を行うことができ、弱塩基性陰イオン交換樹脂10の再生効率を向上させることができる。 Then, the alkaline electrolyzed water that has flowed through the neutralization tank 5 is passed through the electrolytic tank 11b and electrolyzed in the electrolytic tank 11b. The hydroxide ion concentration of the alkaline electrolyzed water is increased by the hydroxide ions produced by electrolysis, and after flowing through the neutralization tank 5, the alkaline electrolyzed water is again passed to the alkaline electrolyzed water storage tank . Therefore, the alkaline electrolyzed water used to regenerate the weakly basic anion exchange resin 10 can be reused. Furthermore, since the alkaline electrolyzed water is circulated without being discharged, regeneration can be performed in a state where the hydroxide ion concentration is increased, and the regeneration efficiency of the weakly basic anion exchange resin 10 can be improved.
<酸性電解水循環ポンプ及びアルカリ性電解水循環ポンプ>
酸性電解水循環ポンプ24は、再生装置8bによる再生処理の際に、第一循環流路40cに酸性電解水を流通させる機器である。酸性電解水循環ポンプ24は、酸性電解水貯水槽26と電解槽11bの第一取水口35との間を連通接続する第一送水流路47に設けられている。
<Acidic electrolyzed water circulation pump and alkaline electrolyzed water circulation pump>
The acidic electrolyzed
アルカリ性電解水循環ポンプ25は、再生装置8bによる再生処理の際に、第二循環流路40dにアルカリ性電解水を流通させる機器である。アルカリ性電解水循環ポンプ25は、アルカリ性電解水貯水槽28と電解槽11bの第二取水口37との間を連通接続する第二送水流路48に設けられている。
The alkaline electrolyzed
酸性電解水循環ポンプ24及びアルカリ性電解水循環ポンプ25を一つのポンプとせず、それぞれ独立して設けることにより、酸性電解水とアルカリ性電解水を混合せずに、それぞれ第一循環流路40cと第二循環流路40dを通水させることができる。つまり、酸性電解水中の水素イオンとアルカリ性電解水中の水酸化物イオンとが反応し、互いに消費されることを抑制できる。そのため、酸性電解水とアルカリ性電解水とが混合して送水される場合と比較して、より水素イオン濃度が高い酸性電解水を軟水化槽4へ送水可能であり、より水酸化物イオン濃度が高いアルカリ性電解水を中和槽5へ送水可能である。したがって、軟水化槽4と中和槽5の再生効率が向上する。また、酸性電解水循環ポンプ24及びアルカリ性電解水循環ポンプ25は、後述する制御部20bと無線又は有線により通信可能に接続されている。酸性電解水循環ポンプ24とアルカリ性電解水循環ポンプ25とは、例えば、再生処理中に後述する第一循環流路40cと第二循環流路40dに対してそれぞれの所要流量を供給できる遠心ポンプなどが挙げられる。
By providing the acidic electrolyzed
<<ろ過部>>
ろ過部15は、第二供給流路42において、電解槽11bの後段、且つ、第二中和槽5bの前段に設けられている。
<<Filtration Section>>
The filtration unit 15 is provided in the second supply channel 42 after the electrolytic bath 11b and before the second neutralization bath 5b.
ろ過部15は、電解槽11bの第二吐出口38から供給されるアルカリ性電解水に含まれる固体を分離する。固体とは、電解槽11bを流通するアルカリ性電解水中の硬度成分と電極12bにより生成される水酸化物イオンが関与して析出する反応生成物である。例えば、アルカリ性電解水に含まれる硬度成分がマグネシウムイオンの場合、固体として水酸化マグネシウムが生じる。再生処理時に析出する固体は、除去しなければ中和槽5に溜まり、固体から硬度成分が溶出することで、軟水化処理時の軟水硬度を高くしてしまう、すなわち軟水化性能を低下させる。そのため、ろ過部15で析出物の分離を行うことにより、第二中和槽5bへの析出物の流入及び堆積を抑制し、軟水化処理時の軟水化性能の低下を抑制できる。 The filtering unit 15 separates solids contained in the alkaline electrolyzed water supplied from the second outlet 38 of the electrolytic cell 11b. A solid is a reaction product that is precipitated by the involvement of the hardness component in the alkaline electrolyzed water flowing through the electrolytic cell 11b and the hydroxide ions generated by the electrode 12b. For example, when the hardness component contained in the alkaline electrolyzed water is magnesium ions, magnesium hydroxide is produced as a solid. If solids precipitated during the regeneration treatment are not removed, they accumulate in the neutralization tank 5, and hardness components are eluted from the solids, increasing the soft water hardness during the water softening treatment, that is, reducing the water softening performance. Therefore, by separating the precipitates in the filtering section 15, it is possible to suppress the inflow and accumulation of the precipitates in the second neutralization tank 5b, and to suppress the deterioration of the water softening performance during the water softening process.
ろ過部15は、電解槽11bから供給されるアルカリ性電解水に含まれる硬度成分との反応生成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、又は中空糸膜等を用いる形態が挙げられる。 The filtering unit 15 may take any form as long as it can separate the reaction product with the hardness component contained in the alkaline electrolyzed water supplied from the electrolytic cell 11b. Examples thereof include a form using a cartridge type filter, a filtration layer using granular filter media, a cyclone type solid-liquid separator, or a hollow fiber membrane.
<流路>
次に、図7を参照して、軟水化装置1bの再生処理の際に形成される第一循環流路40cと第二循環流路40dについて説明する。図7は、軟水化装置1bの樹脂再生処理時の各構成要素の状態を示す図である。
<Flow path>
Next, referring to FIG. 7, the first circulation channel 40c and the second circulation channel 40d formed during the regeneration process of the water softening device 1b will be described. FIG. 7 is a diagram showing the state of each component during the resin regeneration treatment of the water softening device 1b.
第一循環流路40cは、図7(白矢印)に示すように、酸性電解水循環ポンプ24によって酸性電解水貯水槽26から送出された酸性電解水が、電解槽11bの第一取水口35、第一吐出口36、第二軟水化槽4b、及び第一軟水化槽4aを流通し、酸性電解水貯水槽26に戻って循環する流路である。より詳細には、第一循環流路40cは、酸性電解水循環ポンプ24によって酸性電解水貯水槽26から送出された水が、第一送水流路47、第一取水口35、第一吐出口36、第一供給流路41、開閉弁63、第二軟水化槽4b、第一バイパス流路43、開閉弁65、第一軟水化槽4a、第一回収流路45、開閉弁61、酸性電解水貯水槽26の順に流通して循環する流路である。
As shown in FIG. 7 (white arrows), the first circulation flow path 40c allows the acidic electrolyzed water sent from the acidic electrolyzed water storage tank 26 by the acidic electrolyzed
第二循環流路40dは、図7(黒矢印)に示すように、アルカリ性電解水循環ポンプ25によってアルカリ性電解水貯水槽28から送出されたアルカリ性電解水が、電解槽11bの第二取水口37、第二吐出口38、第二中和槽5b、及び第一中和槽5aを流通し、アルカリ性電解水貯水槽28に戻って循環する流路である。より詳細には、第二循環流路40dは、アルカリ性電解水循環ポンプ25によってアルカリ性電解水貯水槽28から送出された水が、第二送水流路48、第二取水口37、第二吐出口38、ろ過部15、第二供給流路42、開閉弁64、第二中和槽5b、第二バイパス流路44、開閉弁66、第一中和槽5a、第二回収流路46、開閉弁62、アルカリ性電解水貯水槽28の順に流通して循環する流路である。
As shown in FIG. 7 (black arrows), the second circulation flow path 40d allows the alkaline electrolyzed water sent from the alkaline electrolyzed water storage tank 28 by the alkaline electrolyzed
<制御部>
次に、図9を参照して、制御部20bの構成の一例について説明する。図9は、軟水化装置1bの制御部20bの各構成を示す機能ブロック図である。制御部20bは、判定部22、記憶部23b、第一係数算出部19c、第二係数算出部19d、第三電気伝導度算出部19e、算出部19bを備える。
<Control part>
Next, an example of the configuration of the
制御部20bは、硬度成分を含む原水を軟水化する軟水化処理を制御する。また、制御部20bは、軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9及び中和槽5の弱塩基性陰イオン交換樹脂10の再生処理を制御する。さらに、制御部20bは、軟水化装置1の軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを制御する。この際、制御部20bは、電解槽11b、酸性電解水循環ポンプ24、アルカリ性電解水循環ポンプ25、開閉弁51~開閉弁55、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁73~開閉弁76の動作を制御し、軟水化処理、再生処理、及び排水処理の切り替えを行い、それぞれの処理を実行させる。
The
また、制御部20bは、判定部22、記憶部23b、第一係数算出部19c、第二係数算出部19d、第三電気伝導度算出部19e、算出部19b、表示部21と接続され、軟水の電気伝導度、基準電気伝導度、第一係数、第二係数、第三電気伝導度及び算出された軟水中の硬度などの入出力を制御する。
Further, the
なお、制御部20bは、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを有している。そして、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御部として機能する。プロセッサが実行するプログラムは、ここではコンピュータシステムのメモリに予め記録されているとしたが、光ディスク、メモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて提供されてもよい。
Note that the
<<判定部>>
判定部22は、軟水検知部6a、後述する記憶部23b、及び算出部19bと接続される。判定部22は、軟水検知部6aで検知された軟水の電気伝導度及び記憶部23bに記憶された基準電気伝導度を受け付ける。判定部22は、入力された軟水の電気伝導度と基準電気伝導度とを比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期と判定し、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。判定結果によって、算出部19bでの軟水中の硬度成分の算出方法を変更する。
<<Judgment part>>
The
第一期及び第二期の具体的な判定方法について、図10及び図11を用いて説明する。図10は、本発明の実施の形態3に係る軟水化装置による軟水の電気伝導度変化を示す図である。図11は、本発明の実施の形態3に係る軟水化装置による軟水のイオン濃度変化を示す図である。図11の(a)は硬度成分以外のイオン、例えばナトリウムイオンの濃度変化を示す図であり、図11の(b)は硬度成分の濃度変化を示す図である。なお、図10及び図11に記載の「原水総通水量」とは、再生処理終了後からの原水の累計通水量である。 A specific determination method for the first period and the second period will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. FIG. 10 is a diagram showing changes in electrical conductivity of softened water by the water softening apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 11 is a diagram showing changes in ion concentration of softened water by the water softening apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 11(a) is a diagram showing changes in concentration of ions other than hardness components, such as sodium ions, and FIG. 11(b) is a diagram showing changes in concentration of hardness components. 10 and 11, the "total amount of raw water flow" is the total flow amount of raw water after completion of the regeneration process.
具体的には、軟水化装置1bの軟水化処理時を例とすると、図10に示すように、軟水の電気伝導度の挙動から、軟水化処理は、3つの区間D、区間E、及び区間Fに分けられる。区間Dは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度を下回る区間である。区間Eは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度と同程度(例えば、基準電気伝導度から±5%程度)となる区間である。区間Fは、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度を上回る区間である。判定部22は、区間Dに相当する部分を第一期、区間E及び区間Fに相当する部分を第二期と判定する。
Specifically, taking the water softening process of the water softening device 1b as an example, as shown in FIG. Divided into F. Section D is a section in which the electrical conductivity of soft water is lower than the reference electrical conductivity. Section E is a section in which the electrical conductivity of soft water is approximately the same as the reference electrical conductivity (for example, about ±5% from the reference electrical conductivity). Section F is a section in which the electrical conductivity of soft water exceeds the reference electrical conductivity. The
判定部22が、第一期及び第二期をこのように判定する理由を説明する。
The reason why the
原水が軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9を流通することで軟水化される際に、弱酸性陽イオン交換樹脂9の選択性の強弱によって、原水中の硬度成分であるカルシウムイオン及びマグネシウムイオンと、硬度成分以外のナトリウムイオン等の一価の陽イオンとは、弱酸性陽イオン交換樹脂9への吸着能が異なる。つまり、原水からの取り除かれやすさが異なる。具体的には、硬度成分の方が、硬度成分以外の陽イオンよりも弱酸性陽イオン交換樹脂9とのイオン交換反応が起こりやすく、原水中から除去されやすい。 When the raw water is softened by flowing through the weakly acidic cation exchange resin 9 in the water softening tank 4, depending on the selectivity of the weakly acidic cation exchange resin 9, calcium ions, which are hardness components in the raw water, and Magnesium ions and monovalent cations other than hardness components, such as sodium ions, have different adsorption capacities to the weakly acidic cation exchange resin 9 . That is, the easiness of removal from raw water differs. Specifically, the hardness component is more likely to undergo an ion exchange reaction with the weakly acidic cation exchange resin 9 than the cations other than the hardness component, and is more likely to be removed from the raw water.
そのため、図11(b)に示すように、第一期である区間Dにおいて、原水中の硬度成分の大部分が原水から除去され、原水総通水量が増加しても、硬度成分濃度は大幅には上昇せずに徐々に上昇する。一方、第一期である区間Dにおいて、図11(a)に示すように、軟水中のナトリウム等の一価の陽イオンは、原水から除去されにくくなり、原水中のナトリウム濃度と同等まで上昇する。これは、一価の陽イオンが硬度成分と比較し弱酸性陽イオン交換樹脂9に吸着しづらいことに加え、原水総通水量の増加による弱酸性陽イオン交換樹脂9のイオン吸着性能が低下するためである。その後、軟水中のナトリウム等の一価の陽イオン濃度が、一時的に原水中の一価の陽イオンの濃度を上回る。これは、一価の陽イオンよりも硬度成分の方が弱酸性陽イオン交換樹脂9への吸着能が高いため、一度弱酸性陽イオン交換樹脂9に吸着した一価の陽イオンと原水中の硬度成分との交換反応が生じるためである。 Therefore, as shown in FIG. 11(b), most of the hardness components in the raw water are removed from the raw water in section D, which is the first period, and even if the total raw water flow rate increases, the hardness component concentration significantly increases. gradually increases without increasing On the other hand, in the first period, section D, as shown in Fig. 11(a), monovalent cations such as sodium in soft water become difficult to remove from the raw water, and the sodium concentration in the raw water rises to the same level. do. This is because monovalent cations are less likely to be adsorbed on the weakly acidic cation exchange resin 9 than hardness components, and the ion adsorption performance of the weakly acidic cation exchange resin 9 is reduced due to an increase in the total flow of raw water. It's for. Thereafter, the concentration of monovalent cations such as sodium in the soft water temporarily exceeds the concentration of monovalent cations in the raw water. This is because the hardness component has a higher adsorption ability to the weakly acidic cation exchange resin 9 than the monovalent cation, so the monovalent cation once adsorbed to the weakly acidic cation exchange resin 9 and the raw water This is because an exchange reaction with the hardness component occurs.
したがって、区間Dでは、軟水の電気伝導度の上昇は、主に硬度成分以外のナトリウムイオン等の一価の陽イオンの電気伝導度に由来する。 Therefore, in section D, the increase in the electrical conductivity of soft water is mainly due to the electrical conductivity of monovalent cations such as sodium ions other than hardness components.
また、区間Eにおいて、弱酸性陽イオン交換樹脂9への陽イオンの吸着により、弱酸性陽イオン交換樹脂9の性能が徐々に低下し、硬度成分は略全量がイオン交換される一方、ナトリウムイオン等は略全量がイオン交換されずに原水中に残存する。具体的には、図11(a)に示すように、軟水中のナトリウム濃度が原水中のナトリウム濃度より上回った値から原水中のナトリウム濃度に近づくことになる。すなわち、原水中のナトリウム等の一価の陽イオンは、弱酸性陽イオン交換樹脂9へ吸着されない状態となる。一方、図11(b)に示すように、区間Eでは、弱酸性陽イオン交換樹脂9の性能低下により、原水中の硬度成分が弱酸性陽イオン交換樹脂9へ吸着しづらくなるため、軟水中の硬度成分濃度の上昇速度が区間Dの場合よりも増大する。したがって、区間Eでは、軟水中の硬度成分イオンの濃度上昇と硬度成分以外のイオンの濃度低下が同時に発生するため、軟水の電気伝導度は同程度の値を保ち続ける。 Further, in section E, due to the adsorption of cations to the weakly acidic cation exchange resin 9, the performance of the weakly acidic cation exchange resin 9 gradually decreases, and almost all of the hardness component is ion-exchanged, while sodium ions etc. remain in the raw water without being ion-exchanged. Specifically, as shown in FIG. 11(a), the sodium concentration in the soft water approaches the sodium concentration in the raw water from a value exceeding the sodium concentration in the raw water. That is, monovalent cations such as sodium in the raw water are not adsorbed to the weakly acidic cation exchange resin 9 . On the other hand, as shown in FIG. 11(b), in section E, due to the deterioration in the performance of the weakly acidic cation exchange resin 9, it becomes difficult for the hardness components in the raw water to be adsorbed to the weakly acidic cation exchange resin 9. The rate of increase in hardness component concentration in section D is higher than that in section D. Therefore, in section E, the concentration of hardness component ions in soft water increases and the concentration of ions other than hardness components decreases at the same time, so the electric conductivity of soft water continues to maintain a similar value.
また、区間Fにおいては、弱酸性陽イオン交換樹脂9の末端の官能基が持つ水素イオンはほとんど原水中の陽イオンと交換された状態となっているため、原水中の一価の陽イオン及び硬度成分とのイオン交換反応はほとんど発生しない。したがって、軟水中の硬度成分濃度は、区間Eと同等の速度で上昇し続ける。したがって、区間Fでは、軟水の電気伝導度の上昇のほとんどが硬度成分の濃度増加に起因する。 In addition, in section F, since most of the hydrogen ions of the terminal functional groups of the weakly acidic cation exchange resin 9 are in a state of being exchanged with cations in the raw water, monovalent cations in the raw water and Almost no ion exchange reaction with hardness components occurs. Therefore, the hardness component concentration in soft water continues to rise at the same speed as in section E. Therefore, in section F, most of the increase in the electrical conductivity of soft water is due to the increase in the concentration of hardness components.
すなわち、第一期である区間Dは、軟水中の硬度成分濃度が徐々に上昇する区間であり、第二期である区間Eと区間Fは、軟水中の硬度成分濃度が比較的に速く上昇する区間である。第一期においては、後述する第一係数と第二係数とに基づいて、後述する第三電気伝導度算出部19eで後述する第三電気伝導度を算出し、算出部19bに入力する。第二期においては、後述する記憶部23bが記憶された基準伝導度を算出部19bに入力する。第三電気伝導度は、第一期における硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を示す値であり、基準電気伝導度は、第二期における硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を示す値である。すなわち、判定部22の判定結果によって、算出部19bは第三電気伝導度または基準電気伝導度のいずれかを硬度成分の算出に使用する。
That is, the first period, section D, is a section in which the hardness component concentration in soft water gradually increases, and the second period, section E and section F, in which the hardness component concentration in soft water increases relatively quickly. This is the section where In the first period, a third electrical conductivity, which will be described later, is calculated by a third
<<記憶部>>
記憶部23bは、図9中の区間Dに相当する軟水の電気伝導度の値を基準電気伝導度として記憶する。記憶された基準電気伝導度は判定部22へ出力され、区間D、区間E、及び区間F、並びに第一期及び第二期を判定するために使用される。
<<storage unit>>
The
記憶部23bは、軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度、硬度成分以外のイオン濃度、及び軟水の電気伝導度を記憶する。
The
記憶部23bは、第一係数算出部19cと接続され、記憶部23bが記憶した軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度、硬度成分以外のイオン濃度、及び軟水の電気伝導度を第一係数算出部19cに送信する。
The
また、記憶部23bは、第二係数算出部19dと接続され、記憶部23bが記憶した硬度成分以外のイオン濃度を第二係数算出部19dに送信する。
The
なお、軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度、硬度成分以外のイオン濃度、及び軟水の電気伝導度については、それぞれ軟水化装置1bが設置された時の試運転のデータを固定値として用いるようにしてもよいし、各地域の水質に沿った値を予め推測して設定しておいてもよい。また、どのタイミングの電気伝導度を基準電気伝導度とするかについては、原水総通水量及び原水総通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量(グラフで言うところの傾き)を考慮する。原水総通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量が一定以下(例えば、0.1μS/cm・L以下)、もしくは電気伝導度の変化量全体の中で一番小さいときの軟水の電気伝導度を基準電気伝導度とするのが好ましい。また基準電気伝導度は、一定の間隔(例えば1ヶ月)で更新して記憶することで、原水のイオン成分組成に変化が起きた場合に関しても変化に対応した基準電気伝導度度とすることができる。 For the electrical conductivity corresponding to the hardness component in the soft water, the ion concentration other than the hardness component, and the electrical conductivity of the soft water, the trial run data when the water softening device 1b was installed were used as fixed values. Alternatively, a value may be presumed and set according to the water quality of each region. Also, regarding the timing of the electrical conductivity to be used as the reference electrical conductivity, the total flow of raw water and the amount of change in the electrical conductivity of soft water with respect to the total flow of raw water (slope in the graph) are taken into consideration. The electrical conductivity of soft water when the amount of change in the electrical conductivity of the soft water with respect to the total flow of raw water is less than a certain value (e.g., 0.1 μS/cm L or less), or when the variation in the electrical conductivity is the smallest. is preferably taken as the reference electrical conductivity. In addition, by updating and storing the reference electric conductivity at regular intervals (for example, one month), it is possible to set the reference electric conductivity corresponding to the change even when the ionic component composition of the raw water changes. can.
<<第一係数算出部及び第二係数算出部>>
第一係数算出部19cは、判定部22の判定結果が第一期である場合、第三電気伝導度を計算する際に算出部19bの入力データとして用いられる第一係数を算出する。
<<First Coefficient Calculation Unit and Second Coefficient Calculation Unit>>
When the determination result of the
第一係数算出部19cは、記憶部23bが記憶した軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度CH、硬度成分以外のイオン濃度[E]、及び軟水の電気伝導度C(H+E)を用いて、第一係数k1を算出する。第一係数は、軟水中の硬度成分以外のイオン濃度と電気伝導度の比率に対応する値である。
The first
具体的には、軟水の電気伝導度は、軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度と、軟水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度の和で表される。また、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度は、軟水中の硬度成分以外のイオン濃度と第一係数との乗算で表示できる。すなわち、軟水中の硬度成分に対応する電気伝導度をCH、硬度成分以外のイオン濃度を[E]、軟水の電気伝導度をC(H+E)とすると、第一係数k1は以下の式(1)で表される。 Specifically, the electrical conductivity of soft water is represented by the sum of the electrical conductivity corresponding to the hardness component in the soft water and the electrical conductivity corresponding to the ions other than the hardness component in the soft water. Also, the electrical conductivity corresponding to ions other than hardness components can be displayed by multiplying the concentration of ions other than hardness components in soft water by the first coefficient. That is, if the electrical conductivity corresponding to the hardness component in soft water is CH , the ion concentration other than the hardness component is [E], and the electrical conductivity of soft water is C (H + E) , the first coefficient k 1 is the following formula (1).
C(H+E)-CH =k1×[E]…………(1)
第二係数算出部19dは、判定部22の判定結果が第一期である場合、第三電気伝導度を計算する際に算出部19bの入力データとして用いられる第二係数k2を算出する。
C (H + E) - CH = k 1 × [E] (1)
The second
第二係数算出部19dは、記憶部23bが記憶した硬度成分以外のイオン濃度[E]を用いて、第二係数を算出する。第二係数は、原水の通水量に応じた軟水中の硬度成分以外のイオン濃度の変化速度に対応する値である。
The second
具体的には、軟水中の硬度成分以外のイオン濃度は、軟水化開始時における軟水中の硬度成分以外のイオン濃度と、原水の通水量及び第二係数の乗算と、の和により算出される。軟水化開始以降の軟水中の硬度成分以外のイオン濃度は、軟水化開始時における軟水中の硬度成分以外のイオン濃度に、原水の通水量に応じた軟水中の硬度成分以外のイオン濃度の上昇量を加えることにより算出できる。すなわち、軟水化開始時から現時点までの通水量をQ、通水量が0Lの時の軟水中の硬度成分以外のイオン濃度を[E](Q=0)とすると、第二係数k2は以下の式(2)で表される。 Specifically, the concentration of ions other than the hardness components in the soft water is calculated by the sum of the concentration of the ions other than the hardness components in the soft water at the start of softening, the flow rate of the raw water, and the multiplication of the second coefficient. . The concentration of ions other than hardness components in soft water after the start of softening is the increase in the concentration of ions other than hardness components in soft water according to the flow rate of raw water to the ion concentration other than hardness components in soft water at the start of softening. It can be calculated by adding the amount. That is, if the water flow from the start of water softening to the present time is Q, and the ion concentration other than the hardness component in the soft water when the water flow is 0 L is [E] (Q = 0), the second coefficient k2 is as follows. (2).
[E]=k2×Q+[E](Q=0)…………(2)
そして、第一係数k1と第二係数k2が以下の式(3)及び式(4)により算出できる。
[E]=k 2 ×Q+[E] (Q=0)…………(2)
Then, the first coefficient k1 and the second coefficient k2 can be calculated by the following equations (3) and (4).
k1=(C(H+E)-CH)/[E]…………(3)
k2=[E]-[E](Q=0)/Q…………(4)
<<第三電気伝導度算出部>>
第三電気伝導度算出部19eは、第一係数算出部19c及び第二係数算出部19dと接続され、第一係数と第二係数と現時点の通水量とを基に、第三電気伝導度を算出する。第三電気伝導度は、硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度である。算出された第三電気伝導度は、算出部19bへ送信される。また、式(3)及び式(4)により、第三電気伝導度CEが以下の式(5)で表示できる。
k 1 = (C (H + E) - C H )/[E] (3)
k 2 = [E] - [E] (Q = 0) / Q (4)
<<Third electrical conductivity calculator>>
The third
CE=k1×(k1×Q+[E](Q=0))…………(5)
<<算出部>>
算出部19bは、軟水検知部6aで検知された軟水の電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。算出の方法は、判定部22による判定が第一期か第二期かで異なる。
C E = k 1 × (k 1 × Q + [E] (Q = 0)) (5)
<<calculation unit>>
The
第一期の場合、例えば記憶部23bから入力された第一係数と第二係数を用いて、中和軟水の硬度以外のイオンに対応する第三電気伝導度を計算し、軟水の電気伝導度から第三電気伝導度を減算して算出された値に所定値を乗算する。
In the first period, for example, using the first coefficient and the second coefficient input from the
第二期の場合、例えば軟水の電気伝導度から基準電気伝導度を減算し、減算して算出された値に所定値を乗算する。 In the case of the second period, for example, the reference electrical conductivity is subtracted from the electrical conductivity of soft water, and the value obtained by subtraction is multiplied by a predetermined value.
なお、所定値として、第一期では「軟水の電気伝導度と第三電気伝導度との差分」と「軟水中の硬度成分」との間の比例定数を用いる。また、第二期では、所定値として、「軟水の電気伝導度と基準電気伝導度との差分」と「軟水中の硬度成分」との間の比例定数を用いる。一般的に水の電気伝導度は、水中のイオン成分の濃度に比例し、水中のイオン成分の濃度が高くなるほど、電気伝導度も大きくなる。イオン濃度と電気伝導度の比例定数は、イオン種によってそれぞれ異なる。第一期における「軟水の電気伝導度と第三電気伝導度との差分」または第二期における「軟水の電気伝導度と基準電気伝導度との差分」中では、主として硬度成分による電気伝導度が含まれるため、軟水化装置1bを使用する国や地域に対応した陽イオンの濃度によって、所定値の設定を調整することで、より正確に軟水中の硬度成分の算出を行うことができる。 As the predetermined value, the constant of proportionality between the "difference between the electrical conductivity of the soft water and the third electrical conductivity" and the "hardness component in the soft water" is used in the first period. In the second period, the constant of proportionality between the "difference between the electrical conductivity of the soft water and the reference electrical conductivity" and the "hardness component in the soft water" is used as the predetermined value. Generally, the electrical conductivity of water is proportional to the concentration of ionic components in water, and the higher the concentration of ionic components in water, the greater the electrical conductivity. The constants of proportionality for ion concentration and electrical conductivity differ depending on the ion species. In the ``difference between the electrical conductivity of soft water and the third electrical conductivity'' in the first term or the ``difference between the electrical conductivity of soft water and the reference electrical conductivity'' in the second term, the electrical conductivity mainly due to the hardness component Therefore, by adjusting the setting of the predetermined value according to the concentration of cations corresponding to the country or region where the water softening device 1b is used, the hardness component in the soft water can be calculated more accurately.
以上が軟水化装置1bの構成である。 The above is the configuration of the water softening device 1b.
続いて、軟水化装置1bの動作について説明する。 Next, the operation of the water softening device 1b will be described.
<軟水化処理、再生処理、及び排水処理>
次に、図8を参照して、軟水化装置1bの軟水化処理、再生処理、及び排水処理について説明する。図8は、軟水化装置1bの動作時の状態を示す図である。軟水化処理、再生処理、及び排水処理では、制御部20bは、図8に示すように、軟水検知部6、開閉弁51~開閉弁55、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁73~開閉弁76、電解槽11bの電極12、及び酸性電解水循環ポンプ24、アルカリ性電解水循環ポンプ25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。
<Water softening treatment, regeneration treatment, and wastewater treatment>
Next, referring to FIG. 8, the water softening treatment, regeneration treatment, and waste water treatment of the water softening device 1b will be described. FIG. 8 is a diagram showing the operating state of the water softening device 1b. In the water softening process, the regeneration process, and the drainage process, the
ここで、図8中の「ON」は、軟水検知部6aが通電している状態、該当の開閉弁が「開放」した状態、電極12が通電している状態、及び酸性電解水循環ポンプ24、アルカリ性電解水循環ポンプ25が動作している状態をそれぞれ示す。空欄は、軟水検知部6aが通電していない状態、該当の開閉弁が「閉止」した状態、電極12が通電していない状態、酸性電解水循環ポンプ24、アルカリ性電解水循環ポンプ25が停止している状態をそれぞれ示す。
Here, "ON" in FIG. 8 indicates a state in which the soft
<<軟水化処理>>
まず、軟水化装置1bによる軟水化処理時の動作について、図8の「軟水化時」の欄を参照して説明する。
<<Water softening treatment>>
First, the operation of the water softening device 1b during the water softening process will be described with reference to the column "When softening water" in FIG.
軟水化装置1bでは、図8に示すように、軟水化処理(軟水化時)において、開閉弁51~開閉弁54を開放した状態で、取水口7に設けた開閉弁55を開放する。これにより、外部から硬度成分を含む原水が軟水化槽4と中和槽5とを流通するので、軟水化装置1b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、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁73~開閉弁76は、いずれも閉止した状態になっている。また、電解槽11bの電極12、酸性電解水循環ポンプ24及びアルカリ性電解水循環ポンプ25の動作も停止した状態である。
In the water softening device 1b, as shown in FIG. 8, in the water softening process (during water softening), the on-off valve 55 provided at the water intake 7 is opened while the on-off valves 51 to 54 are open. As a result, raw water containing hardness components from the outside flows through the water softening tank 4 and the neutralization tank 5, so that the water softening device 1b can take out softened water (neutral soft water) from the water intake 7. can. At this time, the on-off valves 61 to 66 and the on-off valves 73 to 76 are all closed. Further, the operation of the electrode 12 of the electrolytic bath 11b, the acidic electrolyzed
図6に示すように、軟水化装置1bの軟水化処理では、軟水化装置1と同じ流路で、供給される原水は、流入口2から流路30、第一軟水化槽4a、流路31、第一中和槽5a、流路32、第二軟水化槽4b、流路33、第二中和槽5bの順に供給される。そして、原水は、原水中の硬度成分が軟水化槽4に吸着され、酸性軟水となって中和槽5に流入する。酸性軟水は、中和槽5で水素イオンを吸着され、中和軟水となる。そして、原水と比較し硬度成分が低減した中和軟水は、流路34を流通して取水口7から軟水化装置1b外に取り出される。
As shown in FIG. 6, in the water softening process of the water softening device 1b, the raw water supplied in the same flow path as the
そして、軟水化装置1bでは、制御部20bで特定された時間帯になった場合もしくは軟水化処理が一定時間を超えた場合に再生処理を実行する。
Then, in the water softening device 1b, the regeneration process is executed when the time period specified by the
<<再生処理>>
軟水化装置1bの再生装置8bによる再生処理時の動作について、図8の「水注入時」及び「再生時」の欄を参照して順に説明する。
<< Regeneration processing >>
The operation during regeneration processing by the regeneration device 8b of the water softening device 1b will be described in order with reference to the columns "during injection of water" and "during regeneration" in FIG.
まず、図8に示すように、水注入時において、開閉弁51及び開閉弁61を開放する。これにより、軟水化装置1bは、原水の圧力によって、流入口2から第一回収流路45を介して原水を酸性電解水貯水槽26へ導入する。また、開閉弁52及び開閉弁62を開放する。それにより、流入口2から流入された原水が、第一軟水化槽4aを通過後に、第二回収流路46を介してアルカリ性電解水貯水槽28に導入される。この時、開閉弁53~開閉弁55、開閉弁63~開閉弁66、及び開閉弁73~76は閉止している。酸性電解水貯水槽26とアルカリ性電解水貯水槽28に、第一循環流路40cと第二循環流路40dそれぞれの流量に応じて所定の量の水を貯留することで、再生装置8bは、再生時の水量を確保することができる。 First, as shown in FIG. 8, the on-off valve 51 and the on-off valve 61 are opened during water injection. As a result, the water softening device 1b introduces the raw water from the inlet 2 through the first recovery channel 45 into the acidic electrolyzed water storage tank 26 by the pressure of the raw water. Also, the on-off valve 52 and the on-off valve 62 are opened. As a result, the raw water that has flowed in from the inlet 2 is introduced into the alkaline electrolyzed water storage tank 28 through the second recovery channel 46 after passing through the first water softening tank 4a. At this time, the on-off valves 53 to 55, the on-off valves 63 to 66, and the on-off valves 73 to 76 are closed. By storing a predetermined amount of water in the acidic electrolyzed water storage tank 26 and the alkaline electrolyzed water storage tank 28 according to the respective flow rates of the first circulation flow path 40c and the second circulation flow path 40d, the regeneration device 8b can It is possible to secure the amount of water during regeneration.
次に、再生時において、開閉弁51~開閉弁55、開閉弁75及び開閉弁76を閉止して、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁73及び開閉弁74を開放すると、図7に示すように、第一循環流路40c及び第二循環流路40dがそれぞれ形成される。 Next, during regeneration, the on-off valves 51 to 55, the on-off valves 75 and 76 are closed, and the on-off valves 61 to 66, the on-off valves 73 and 74 are opened, as shown in FIG. Thus, a first circulation channel 40c and a second circulation channel 40d are formed.
そして、第一循環流路40cにおいて、電解槽11bの電極12a及び酸性電解水循環ポンプ24を動作させると、電極12aで生成した酸性電解水は、第一供給流路41を流通し第二軟水化槽4b内に送水され、内部の第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bを流通する。そして、第二軟水化槽4bを流通した酸性電解水は、第一バイパス流路43を流通し、第一軟水化槽4a内に送水され、内部の第一弱酸性陽イオン交換樹脂9aを流通する。すなわち、酸性電解水を第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bに通水することで、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂9b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、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bが再生される。その後、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9aを流通した酸性電解水は、陽イオンを含み、第一回収流路45へ流入する。すなわち、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bを流通した陽イオンを含む酸性電解水は、第一バイパス流路43及び第一回収流路45を介して酸性電解水貯水槽26内に回収される。
Then, when the electrode 12a of the electrolytic cell 11b and the acidic electrolyzed
一方、第二循環流路40dにおいて、電解槽11bの電極12b及びアルカリ性電解水循環ポンプ25を動作させると、電極12bで生成したアルカリ性電解水は、第二供給流路42を通って第二中和槽5b内に送水され、内部の第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bを流通する。そして、第二中和槽5bを流通したアルカリ性電解水は、第二バイパス流路44を流通し、第一中和槽5a内に送水され、内部の第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10aを流通する。すなわち、アルカリ性電解水を第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bに通水させることで、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10b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、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bが再生される。その後、第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10b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46へ流入する。すなわち、第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10a及び第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10bを流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水は、第二バイパス流路44及び第二回収流路46を介してアルカリ性電解水貯水槽28内に回収される。
On the other hand, in the second circulation flow path 40d, when the electrode 12b of the electrolytic cell 11b and the alkaline electrolyzed
このように、第一循環流路40cは、酸性電解水の水素イオンを第二弱酸性陽イオン交換樹脂9b及び第一弱酸性陽イオン交換樹脂9aの硬度成分イオンと置き換える。置き換えた硬度成分イオンは酸性電解水貯水槽26に回収される。また、第二循環流路40dは、アルカリ性電解水の水酸化物イオンを第二弱塩基性陰イオン交換樹脂10b及び第一弱塩基性陰イオン交換樹脂10aの陰イオンと置き換える。置き換えた陰イオンはアルカリ性電解水貯水槽28に回収される。 Thus, the first circulation flow path 40c replaces the hydrogen ions of the acidic electrolyzed water with the hardness component ions of the second weakly acidic cation exchange resin 9b and the first weakly acidic cation exchange resin 9a. The replaced hardness component ions are collected in the acidic electrolyzed water reservoir 26 . Further, the second circulation flow path 40d replaces hydroxide ions of the alkaline electrolyzed water with anions of the second weakly basic anion exchange resin 10b and the first weakly basic anion exchange resin 10a. The replaced anions are recovered in the alkaline electrolyzed water reservoir 28 .
そして、酸性電解水貯水槽26に回収された硬度成分イオンを含む酸性電解水は、酸性電解水循環ポンプ24によって、電解槽11bの電極12a側に送水される。また、アルカリ性電解水貯水槽28に回収された陰イオンを含むアルカリ性電解水は、アルカリ性電解水循環ポンプ25によって、電解槽11bの電極12b側に送水される。酸性電解水とアルカリ性電解水が、電解槽11bにおいて再び電解され、それぞれ水素イオンと水酸化物イオンを生成する。電解槽11bにて再び電解された電解水(酸性電解水、アルカリ性電解水)は、それぞれ弱酸性陽イオン交換樹脂9の再生と弱塩基性陰イオン交換樹脂10の再生に供される。この時、電極12a側の一部の硬度成分イオンが電極12bに引き寄せられ、一方、電極12b側の一部の陰イオンが電極12aに引き寄せられる。したがって、電極12b側において、引き寄せられた硬度成分イオンがアルカリ性電解水中の水酸化物イオンなどと反応し、固体として析出される。例えば、酸性電解水中の硬度成分がカルシウムイオンである場合、アルカリ性電解水により水酸化カルシウムが生じたり、水中に常在する炭酸イオンと結合して炭酸カルシウムが生じたりする。そのため、軟水化装置1bは、水素イオンを多く含み、硬度成分イオンを少量含む酸性電解水が軟水化槽4に流入し、硬度成分が軟水化槽4において、弱酸性陽イオン交換樹脂9に再吸着するのを抑制することができる。また、軟水化装置1bは、水酸化物イオンを多く含み、原水に含まれる他の陰イオンを少量含むアルカリ性電解水が中和槽5に流入し、原水に含まれる他の陰イオンが中和槽5において弱塩基性陰イオン交換樹脂10に再吸着するのを抑制することができる。したがって、軟水化槽4と中和槽5の再生効率の低下を抑制でき、再生時間が短縮できる。
Then, the acidic electrolyzed water containing the hardness component ions recovered in the acidic electrolyzed water storage tank 26 is sent to the electrode 12a side of the electrolytic cell 11b by the acidic electrolyzed
その後、アルカリ性電解水が第二吐出口38から、ろ過部15へ流通する際に反応生成した固体を除去され、第二供給流路42を介して第二中和槽5bに再び通水される。また、酸性電解水が第一吐出口36から、第一供給流路41を介して、第二軟水化槽4bに再び通水される。 After that, the alkaline electrolyzed water is removed from the second discharge port 38 by the solids produced by the reaction when flowing to the filtration unit 15, and is again passed through the second neutralization tank 5b through the second supply flow path 42. . Further, the acidic electrolyzed water is again supplied from the first discharge port 36 to the second water softening tank 4b via the first supply flow path 41 .
そして、軟水化装置1bでは、再生処理が終了すると電極12、酸性電解水循環ポンプ24及びアルカリ性電解水循環ポンプ25の動作を停止させる。また、開閉弁75、開閉弁76を開放することで排水処理へ移行する。なお、再生処理の終了は、再生処理開始(電極12の動作開始時)から一定時間とすればよい。
Then, in the water softening device 1b, the operation of the electrode 12, the acidic electrolyzed
<<排水処理>>
軟水化装置1bでは、再生処理が終了すると排水処理へ移行する。ここで、排水処理とは、循環流路40内に残存している酸性電解水及びアルカリ性電解水の排水を行う処理である。
<< Wastewater treatment >>
In the water softening device 1b, when the regeneration process is completed, the process shifts to wastewater treatment. Here, the drainage treatment is a treatment for draining the acidic electrolyzed water and the alkaline electrolyzed water remaining in the circulation flow path 40 .
次に、軟水化装置1bによる排水処理時の動作について、図8の「排水時」の欄を参照して説明する。 Next, the operation of the water softening device 1b during waste water treatment will be described with reference to the "Drain" column in FIG.
軟水化装置1bでは、図8に示すように、排水処理(排水時)において、開閉弁51~開閉弁55を閉止して、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁73~開閉弁76を開放する。 In the water softening device 1b, as shown in FIG. 8, in the wastewater treatment (at the time of drainage), the on-off valves 51 to 55 are closed, and the on-off valves 61 to 66 and the on-off valves 73 to 76 are opened. do.
これにより、第一循環流路40cに残存している酸性電解水を酸性電解水貯水槽26に流入させることができる。また、第二循環流路40dに残存しているアルカリ性電解水をアルカリ性電解水貯水槽28に流入させることができる。 As a result, the acidic electrolyzed water remaining in the first circulation flow path 40 c can flow into the acidic electrolyzed water storage tank 26 . Also, the alkaline electrolyzed water remaining in the second circulation flow path 40 d can flow into the alkaline electrolyzed water storage tank 28 .
次に、開閉弁75を開放すると空気抜き弁27の作用により、酸性電解水貯水槽26内の酸性電解水を装置外に排出することができる。また、開閉弁76を開放すると空気抜き弁29の作用により、アルカリ性電解水貯水槽28内のアルカリ性電解水を装置外に排出することができる。 Next, when the on-off valve 75 is opened, the action of the air vent valve 27 allows the acidic electrolyzed water in the acidic electrolyzed water storage tank 26 to be discharged to the outside of the apparatus. Further, when the on-off valve 76 is opened, the action of the air vent valve 29 allows the alkaline electrolyzed water in the alkaline electrolyzed water storage tank 28 to be discharged to the outside of the apparatus.
排水処理を行うことにより、軟水化処理を再開した際に、循環流路40内に残存する酸性電解水及びアルカリ性電解水が、流入口2から流入する原水と混在し、取水口7から排出されることを防ぐことができる。 By performing waste water treatment, when the water softening treatment is restarted, the acidic electrolyzed water and alkaline electrolyzed water remaining in the circulation flow path 40 are mixed with the raw water flowing in from the inlet 2 and discharged from the water intake 7. can be prevented.
そして、軟水化装置1bでは、排水処理が終了すると、開閉弁61~開閉弁66、開閉弁73~開閉弁76を閉止させ、開閉弁51~開閉弁55を開放することで軟水化処理へ移行する。なお、排水処理の終了は、排水処理開始から一定時間経過時とすればよい。 Then, in the water softening device 1b, when the wastewater treatment is completed, the on-off valves 61 to 66 and 73 to 76 are closed, and the on-off valves 51 to 55 are opened to shift to the water softening treatment. do. It should be noted that the end of the wastewater treatment may be set when a certain period of time has elapsed from the start of the wastewater treatment.
このようにして、軟水化装置1bでは、軟水化処理、再生処理、及び排水処理が繰り返し実行される。 In this way, the water softening device 1b repeatedly performs the water softening process, the regeneration process, and the waste water process.
<<軟水の硬度の算出>>
軟水化装置1bにおける、軟水の硬度算出方法について説明する。
<<Calculation of hardness of soft water>>
A method for calculating the hardness of soft water in the water softening device 1b will be described.
軟水化装置1bでは、軟水化処理中に、軟水の硬度を算出する。まず、軟水検知部6aは、流路34を流通する軟水の電気伝導度を検知する。検知された軟水の電気伝導度は、判定部22に送信される。また、記憶部23bは、基準電気伝導度を記憶しており、基準電気伝導度を判定部22に送信する。
The water softening device 1b calculates the hardness of soft water during the water softening process. First, the
判定部22は、軟水検知部6aから入力された軟水の電気伝導度と記憶部23bから入力された基準電気伝導度とを比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。
The
第一期と判定した場合には、第三電気伝導度算出部19eが、現時点の通水量と第一係数算出部19cから入力された第一係数と第二係数算出部19dから入力された第二係数とを基に、第三電気伝導度を算出し、算出部19へ出力する。
When it is determined to be the first period, the third electric
次に、算出部19bは、軟水検知部6aで検知された軟水の電気伝導度と第三電気伝導度を基に、減算して算出された値に所定値を乗算して硬度を算出する。算出部19bが算出した硬度は、表示部21へ送信され、表示部21において表示される。
Next, the
第二期と判定した場合には、算出部19bは、軟水検知部6aで検知された軟水の電気伝導度と判定部22または記憶部23から出力された基準電気伝導度を基に、減算して算出された値に所定値を乗算して硬度を算出する。算出部19bが算出した硬度は、表示部21へ送信され、表示部21において表示される。
When it is determined to be the second period, the
以上、本実施の形態3に係る軟水化装置1bによれば、以下の効果を享受することができる。 As described above, according to the water softening device 1b according to Embodiment 3, the following effects can be obtained.
軟水化装置1bは、軟水化槽4と、中和槽5と、軟水検知部6aと、判定部22と、記憶部23bと、第一係数算出部19cと、第二係数算出部19dと、第三電気伝導度算出部19eと、算出部19bと、表示部21とを備える。軟水化槽4は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂9により軟水化する。中和槽5は、軟水化槽4を通過した軟水のpHを弱塩基性陰イオン交換樹脂10により中和する。軟水検知部6aは、軟水化槽4および中和槽5を通過した軟水の電気伝導度を検知する。判定部22は、軟水検知部6aで検知された軟水の電気伝導度と基準電気伝導度を比較し、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの期間を第一期、基準電気伝導度に達した以降の期間を第二期と判定する。記憶部23bは、原水通水量に対する軟水の電気伝導度の変化量が小さいときの軟水の電気伝導度を基準電気伝導度として記憶する。また、記憶部23bは、中和軟水の硬度に対応する電気伝導度と軟水の電気伝導度と軟水中の硬度成分以外のイオン濃度である軟水対象イオン濃度を記憶する。第一係数算出部19cと第二係数算出部19dは記憶部23bから出力された中和軟水の硬度に対応する電気伝導度と軟水の電気伝導度及び軟水中の硬度成分以外のイオン濃度である軟水対象イオン濃度を基に、第一係数と第二係数を算出する。第三電気伝導度算出部19eは第一係数算出部19cから算出された第一係数と第二係数算出部19dから算出された第二係数を基に、第三電気伝導度を算出する。算出部19aは、判定部22の判定結果によって、軟水中の硬度成分を算出する。判定結果が第一期である場合、軟水検知部6aで出力された軟水の電気伝導度と、第三電気伝導度算出部19eから出力された第三電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。判定結果が第二期である場合、軟水検知部6aで出力された軟水の電気伝導度と、記憶部23bから出力された基準電気伝導度を基に、軟水中の硬度成分を算出し、出力する。表示部21は、算出部19aにより算出された軟水の硬度を通知する。そして、軟水化装置1aは、原水が、軟水化槽4、中和槽5、及び軟水検知部6aの順に流通するように構成されている。
The water softening device 1b includes a water softening tank 4, a neutralizing tank 5, a water
こうした構成によれば、第一期における軟水中の硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度の上昇速度を予測することで、軟水中の硬度成分に対応する硬度値を計算できる。具体的には、実施の形態2では、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの第一期の場合、軟水中の硬度を0とみなしていたが、軟水化装置1bでは実施の形態2とは異なり、軟水の電気伝導度が基準電気伝導度に達するまでの第一期の場合、第一係数及び第二係数に基づいて、軟水中の硬度成分以外のイオンに対応する第三電気伝導度の変化挙動を予測し、軟水の電気伝導度から予測された第三電気伝導度を引くことにより、軟水の硬度成分を算出できる。したがって、軟水化処理の第一期と第二期を含む全体的な硬度成分の濃度変化を算出部19bで算出し、表示部21で表示できる。つまり、第一期においても、取水口7から得られる軟水の硬度変化を算出することができるため、軟水の硬度をより正確に知ることができる。
According to such a configuration, it is possible to calculate the hardness value corresponding to the hardness component in the soft water by predicting the rate of increase in the electrical conductivity corresponding to the ions other than the hardness component in the soft water in the first period. Specifically, in the second embodiment, the hardness of the soft water is assumed to be 0 in the first period until the electrical conductivity of the soft water reaches the reference electrical conductivity. Unlike form 2, in the first period until the electrical conductivity of soft water reaches the reference electrical conductivity, based on the first coefficient and the second coefficient, the third By predicting the change behavior of the electrical conductivity and subtracting the predicted third electrical conductivity from the electrical conductivity of the soft water, the hardness component of the soft water can be calculated. Therefore, the
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。 The present invention has been described above based on the embodiments. Those skilled in the art will understand that these embodiments are merely examples, and that various modifications can be made to combinations of each component or each treatment process, and such modifications are also within the scope of the present invention. I am where I am.
本実施の形態1に係る軟水化装置1では、原水検知部3における電気伝導度測定及び取得部17における原水中の硬度成分以外のイオンに対応する第一電気伝導度の取得の代わりに、その他の手段を用いて、硬度成分以外のイオン成分量を測定し、それから求められる硬度成分以外のイオンに対応する電気伝導度を第一電気伝導度として取得しても良い。その他の手段として、イオンクロマトグラフィーなどの装置による測定やパックテストなどが挙げられるが、電気伝導度測定と比較してイオン成分量の測定の精度が良い測定手段であれば、軟水中の硬度成分をより正確に算出することができる。
In the
また、本実施の形態1、2、及び3に係る軟水化装置1、軟水化装置1a、及び軟水化装置1bでは、軟水化槽4及び中和槽5は、それぞれ2個ずつであるとしたが、これに限られない。例えば、それぞれ1個ずつであってもよいし、3個以上ずつであってもよい。基本的には、軟水化装置1、および軟水化装置1a、1b中で使用する弱酸性陽イオン交換樹脂9及び弱塩基性陰イオン交換樹脂10の総量が一定である場合、軟水化槽4及び中和槽5の分割数を多くするほど、軟水化処理時に、軟水化と中和を交互に行う回数が増加し、軟水化性能をさらに向上させることができる。
Further, in the
また、本実施の形態1、2、及び3に係る軟水化装置1、軟水化装置1a、及び軟水化装置1bでは、第一軟水化槽4a及び第二軟水化槽4bの流路長及び流路断面積はそれぞれ等しいものとしたが、この限りではない。例えば、流路長もしくは流路断面積が異なっていてもよいし、流路長及び流路断面積の双方が異なっていてもよい。このようにしても、実施の形態1と同様の効果が得られる。なお、第一中和槽5a及び第二中和槽5bについても同様である。
Further, in the
また、本実施の形態1、2、及び3に係る軟水化装置1、軟水化装置1a、及び軟水化装置1bでは、第一軟水化槽4aに充填されている第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二軟水化槽4bに充填されている第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bの体積を等しいものとしたが、この限りではない。例えば、第一弱酸性陽イオン交換樹脂9a及び第二弱酸性陽イオン交換樹脂9bの体積がそれぞれ異なっていてもよいし、異なる種類の弱酸性陽イオン交換樹脂9を用いてもよい。これにより、軟水化性能を調整することができ、目的に応じた軟水化性能をもつ軟水化装置1が得られる。なお、第一中和槽5a及び第二中和槽5bについても同様である。
Further, in the
また、本実施の形態1、2、及び3に係る軟水化装置1、軟水化装置1a、及び軟水化装置1bでは、酸性電解水を第二軟水化槽4b、第一軟水化槽4aの順に流通させたが、この限りではない。例えば、酸性電解水を第一軟水化槽4a及び第二軟水化槽4bの順に流通させるようにしてもよい。さらには、本実施の形態1に係る軟水化装置1では、酸性電解水を軟水化槽4の下流側から流通させたが、上流側から流通させてもよい。このようにしても、軟水化槽4の再生処理を行うことができる。
Further, in the
また、本実施の形態1、2、及び3に係る軟水化装置1、軟水化装置1a、及び軟水化装置1bでは、制御部20または制御部20bで特定された時間帯になった場合もしくは軟水化処理が一定時間を超えた場合に再生処理を実行するようにしたが、これに限られない。例えば、算出部19で算出された軟水中の硬度成分量が予め設定された基準値を超えた場合に、制御部20または制御部20bが電解槽11または電解槽11bを稼働させ、再生処理を実行するようにしてもよい。これにより、軟水中の硬度成分量に基づいて、再生処理の実行を判断することができる。そのため、軟水化槽4の弱酸性陽イオン交換樹脂9の状態をより正確に判断することができ、より適切なタイミングでの弱酸性陽イオン交換樹脂9及び弱塩基性陰イオン交換樹脂10の再生を行うことができる。
Further, in the
本発明に係る軟水化装置は、使用場所設置型浄水装置(POU:Point of Use)あるいは建物入口設置型浄水装置(POE: Point of Entry)等に適用することが可能である。 The water softener according to the present invention can be applied to a water purifier installed at a place of use (POU: Point of Use) or a water purifier installed at a building entrance (POE: Point of Entry).
1 軟水化装置
1a 軟水化装置
1b 軟水化装置
2 流入口
3 原水検知部
4 軟水化槽
4a 第一軟水化槽
4b 第二軟水化槽
5 中和槽
5a 第一中和槽
5b 第二中和槽
6、6a 軟水検知部
7 取水口
8、8b 再生装置
9 弱酸性陽イオン交換樹脂
9a 第一弱酸性陽イオン交換樹脂
9b 第二弱酸性陽イオン交換樹脂
10 弱塩基性陰イオン交換樹脂
10a 第一弱塩基性陰イオン交換樹脂
10b 第二弱塩基性陰イオン交換樹脂
11、11b 電解槽
12 電極
12a 電極
12b 電極
13 処理槽
14 送水ポンプ
15 ろ過部
16 空気抜き弁
17 取得部
18 校正部
19、19a、19b 算出部
19c 第一係数算出部
19d 第二係数算出部
19e 第三電気伝導度算出部
20、20b 制御部
21 表示部
22 判定部
23、23b 記憶部
24 酸性電解水循環ポンプ
25 アルカリ性電解水循環ポンプ
26 酸性電解水貯水槽
27 空気抜き弁
28 アルカリ性電解水貯水槽
29 空気抜き弁
30、31、32、33、34 流路
35 第一取水口
36 第一吐出口
37 第二取水口
38 第二吐出口
40 循環流路
40a、40c 第一循環流路
40b、40d 第二循環流路
41 第一供給流路
42 第二供給流路
43 第一バイパス流路
44 第二バイパス流路
45 第一回収流路
46 第二回収流路
47 第一送水流路
48 第二送水流路
50 送水流路
51、52、53、54、55 開閉弁
61、62、63、64、65、66 開閉弁
71、72、73、74、75、76 開閉弁
80 隔膜
81 陽極室
82 陰極室
1 water softening device 1a water softening device 1b water softening device 2 inlet 3 raw water detector 4 water softening tank 4a first water softening tank 4b second water softening tank 5 neutralization tank 5a first neutralization tank 5b second neutralization Tank 6, 6a Soft water detector 7 Water intake 8, 8b Regeneration device 9 Weakly acidic cation exchange resin 9a First weakly acidic cation exchange resin 9b Second weakly acidic cation exchange resin 10 Weakly basic anion exchange resin 10a Second First weakly basic anion exchange resin 10b Second weakly basic anion exchange resin 11, 11b Electrolytic tank 12 Electrode 12a Electrode 12b Electrode 13 Treatment tank 14 Water pump 15 Filtration part 16 Air vent valve 17 Acquisition part 18 Calibration part 19, 19a , 19b calculation unit 19c first coefficient calculation unit 19d second coefficient calculation unit 19e third electrical conductivity calculation unit 20, 20b control unit 21 display unit 22 determination unit 23, 23b storage unit 24 acidic electrolyzed water circulation pump 25 alkaline electrolyzed water circulation pump 26 acidic electrolyzed water tank 27 air vent valve 28 alkaline electrolyzed water tank 29 air vent valve 30, 31, 32, 33, 34 flow path 35 first water intake 36 first discharge port 37 second water intake port 38 second discharge port 40 Circulation channels 40a, 40c First circulation channels 40b, 40d Second circulation channel 41 First supply channel 42 Second supply channel 43 First bypass channel 44 Second bypass channel 45 First recovery channel 46 Second recovery channel 47 First water supply channel 48 Second water supply channel 50 Water supply channel 51, 52, 53, 54, 55 On-off valves 61, 62, 63, 64, 65, 66 On-off valves 71, 72, 73 , 74, 75, 76 on-off valve 80 diaphragm 81 anode chamber 82 cathode chamber
Claims (13)
前記軟水化槽の通過により生成された酸性軟水のpHを弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、
前記中和槽の通過により生成された中和軟水の電気伝導度を検知する軟水検知部と、
前記原水中の前記硬度成分以外のイオンに対応する第一電気伝導度を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記第一電気伝導度に基づいて前記軟水の電気伝導度を校正して第二電気伝導度を出力する校正部と、
前記第二電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する算出部と、を備える軟水化装置。 a water softening tank for softening raw water containing hardness components with a weakly acidic cation exchange resin;
a neutralization tank for neutralizing the pH of acidic soft water generated by passing through the water softening tank with a weakly basic anion exchange resin;
a soft water detection unit that detects electrical conductivity of neutralized soft water generated by passing through the neutralization tank;
an acquisition unit that acquires a first electrical conductivity corresponding to ions other than the hardness component in the raw water;
a calibration unit that calibrates the electrical conductivity of the soft water based on the first electrical conductivity acquired by the acquisition unit and outputs a second electrical conductivity;
A water softening device, comprising: a calculation unit that calculates hardness component information based on the second electrical conductivity.
前記軟水の電気伝導度が、前記第一電気伝導度以上の場合には、前記軟水の電気伝導度と前記第一電気伝導度との差分に基づいて前記第二電気伝導度とする、請求項1に記載の軟水化装置。 The calibration unit
When the electrical conductivity of the soft water is equal to or higher than the first electrical conductivity, the second electrical conductivity is set based on the difference between the electrical conductivity of the soft water and the first electrical conductivity. 2. The water softening device according to 1.
前記算出部は、
前記軟水の電気伝導度が、前記第一電気伝導度未満の場合には、前記硬度成分濃度を0とする請求項1または請求項2に記載の軟水化装置。 The hardness component information includes the hardness component concentration of the neutralized soft water,
The calculation unit
3. The water softening device according to claim 1, wherein the hardness component concentration is set to 0 when the electrical conductivity of the soft water is less than the first electrical conductivity.
前記電解槽の動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記算出部から出力される前記硬度成分情報に基づいて、前記硬度成分情報が基準値を超えた場合に、前記電解槽を稼働させる請求項1から4のいずれか一項に記載の軟水化装置。 an electrolytic cell for producing acidic electrolyzed water and alkaline electrolyzed water;
Further comprising a control unit for controlling the operation of the electrolytic cell,
5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the controller operates the electrolytic cell based on the hardness component information output from the calculator when the hardness component information exceeds a reference value. Water softener as described.
前記軟水化槽を通過した酸性軟水のpHを弱塩基性陰イオン交換樹脂により中和する中和槽と、
前記中和槽の通過により生成された中和軟水の電気伝導度を検知する軟水検知部と、
軟水の電気伝導度が第一所定値に達するまでの第一期と軟水の電気伝導度が第一所定値に達した以降の第二期とを判定する判定部と、
前記軟水の電気伝導度に基づいて硬度成分情報を算出する算出部と、を備え、
前記判定部は、前記第二期の初期における軟水の電気伝導度を基準電気伝導度として記憶する記憶部を備える軟水化装置。 a water softening tank for softening raw water containing hardness components with a weakly acidic cation exchange resin;
a neutralization tank for neutralizing the pH of the acidic soft water that has passed through the water softening tank with a weakly basic anion exchange resin;
a soft water detection unit that detects electrical conductivity of neutralized soft water generated by passing through the neutralization tank;
a determination unit that determines a first period until the electrical conductivity of the soft water reaches the first predetermined value and a second period after the electrical conductivity of the soft water reaches the first predetermined value;
a calculation unit that calculates hardness component information based on the electrical conductivity of the soft water,
The determination unit includes a water softening device that stores electrical conductivity of soft water at the beginning of the second period as a reference electrical conductivity.
前記算出部は、
前記第一期には、前記硬度成分濃度を0とする請求項8に記載の軟水化装置。 The hardness component information includes the hardness component concentration of the neutralized soft water,
The calculation unit
9. The water softening device according to claim 8, wherein the hardness component concentration is set to 0 in the first period.
前記第二期には、前記軟水の電気伝導度と前記基準電気伝導度との差分に基づいて前記硬度成分濃度を算出する請求項8または請求項9に記載の軟水化装置。 The calculation unit
10. The water softening apparatus according to claim 8, wherein in the second period, the hardness component concentration is calculated based on the difference between the electrical conductivity of the soft water and the reference electrical conductivity.
前記中和軟水の硬度に対応する電気伝導度と前記中和軟水の前記軟水の電気伝導度と前記中和軟水中の硬度成分以外のイオン濃度である軟水対象イオン濃度を記憶し、
前記算出部は、
前記第一期における前記中和軟水中の硬度成分以外のイオンの濃度と電気伝導度の比率に対応する第一係数を算出する第一係数算出部と、
前記原水の通水量に応じた前記中和軟水中の前記軟水対象イオン濃度の変化速度に対応する第二係数を算出する第二係数算出部と、
前記原水中の前記硬度成分以外のイオンに対応する第三電気伝導度を算出する第三電気伝導度算出部と、を備える請求項8に記載の軟水化装置。 The storage unit
storing the electrical conductivity corresponding to the hardness of the neutralized soft water, the electrical conductivity of the soft water of the neutralized soft water, and the soft water target ion concentration, which is the ion concentration other than the hardness component in the neutralized soft water,
The calculation unit
a first coefficient calculation unit that calculates a first coefficient corresponding to a ratio between the concentration of ions other than hardness components in the neutralized soft water in the first period and the electrical conductivity;
a second coefficient calculation unit that calculates a second coefficient corresponding to a rate of change of the concentration of ions to be softened in the neutralized soft water according to the flow rate of the raw water;
The water softening device according to claim 8, further comprising a third electrical conductivity calculator that calculates a third electrical conductivity corresponding to ions other than the hardness component in the raw water.
前記第一係数と前記第二係数とに基づいて前記第三電気伝導度を算出し、
前記算出部は、
前記第一期には、前記軟水の電気伝導度と前記第三電気伝導度との差分に基づいて前記硬度成分濃度を算出する請求項11に記載の軟水化装置。 The third electrical conductivity calculator,
calculating the third electrical conductivity based on the first coefficient and the second coefficient;
The calculation unit
12. The water softening apparatus according to claim 11, wherein in the first period, the hardness component concentration is calculated based on the difference between the electrical conductivity of the soft water and the third electrical conductivity.
前記第二期には、前記軟水の電気伝導度と前記基準電気伝導度との差分に基づいて前記硬度成分濃度を算出する請求項11または請求項12に記載の軟水化装置。 The calculation unit
13. The water softening apparatus according to claim 11 or 12, wherein in the second period, the hardness component concentration is calculated based on the difference between the electrical conductivity of the soft water and the reference electrical conductivity.
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