JP2024002399A - 軟水化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】イオン交換樹脂の再生工程完了に要する時間を短縮可能な軟水化装置を提供する。【解決手段】硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化して酸性軟水を生成する軟水槽と、軟水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して中和軟水を生成する中和槽と、弱酸性陽イオン交換樹脂及び／又は弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う工程である再生工程を制御する制御部と、を備える。制御部は、原水の硬度と軟水槽に通水された原水の水量と軟水槽の通水後の水の硬度とから軟水槽への硬度成分吸着量を特定する吸着量特定部を備え、再生工程時に、吸着量特定部が特定した硬度成分吸着量に基づいて、再生工程の実行を制御し、硬度成分吸着量が基準値以上の場合には、再生工程を継続し、硬度成分吸着量が基準値未満となった場合には、再生工程を終了する。【選択図】図１

Description

本発明は、軟水化装置に関するものである。

従来の軟水化装置では、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。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により軟水化された水は、硬度成分の代わりに水素イオンが放出されるために酸性となる。これを中和するために、弱酸性陽イオン交換樹脂に弱塩基性陰イオン交換樹脂を組み合わせて利用されることがある。弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生方法として、電気分解で生成したアルカリ性電解水を用いる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１１－３０９７３号公報 特開２０１０－１４２６７４号公報

このような軟水化装置では、イオン交換樹脂の再生を行っている間には軟水化を行うことができないため、軟水化工程を比較的必要としない夜間などの時間帯にイオン交換樹脂の再生工程を完了させる必要があり、再生工程の完了に要する時間を短縮することが求められている。

再生工程の完了に要する時間は、主に、イオン交換樹脂に吸着した硬度成分量と、電気分解で生成した酸性電解水及びアルカリ性電解水の電解水濃度と、により決定される。電解水濃度は、電極の耐久性を決定する因子の一つであり、主に電極に印加される電流値に依存する。高電流を電極に印加し電解水濃度を増加させれば、再生工程完了にかかる時間を短縮させることは可能だが、電解槽の耐久性が著しく低下してしまうため、実用的ではない。そのため、電解槽への印加電流値を抑制しつつ、再生工程を短時間で完了させることは困難であるという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、イオン交換樹脂の再生工程完了に要する時間を短縮可能な軟水化装置を提供することを目的とする。

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、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化して酸性軟水を生成する軟水槽と、軟水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して中和軟水を生成する中和槽と、弱酸性陽イオン交換樹脂及び／又は弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う工程である再生工程を制御する制御部と、を備え、制御部は、原水の硬度と軟水槽に通水された原水の水量と軟水槽の通水後の水の硬度とから軟水槽への硬度成分吸着量を特定する吸着量特定部を備え、再生工程時に、吸着量特定部が特定した硬度成分吸着量に基づいて、再生工程の実行を制御し、硬度成分吸着量が基準値以上の場合には、再生工程を継続し、硬度成分吸着量が基準値未満となった場合には、再生工程を終了する。これにより、所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、弱酸性陽イオン交換樹脂の再生工程において、再生効率が低下する再生終期における再生の実施を抑制することで、イオン交換樹脂の再生工程完了に要する時間を短縮可能な軟水化装置を提供することができる。

図１は、実施の形態１に係る軟水化装置の構成を示す概念図である。 図２は、実施の形態１に係る軟水化装置の軟水化流路を示す構成図である。 図３は、実施の形態１に係る軟水化装置の軟水槽再生循環流路及び中和槽再生循環流路を示す構成図である。 図４は、実施の形態１に係る軟水化装置の再生流路洗浄流路を示す図である。 図５は、実施の形態１に係る軟水化装置の電解槽洗浄流路を示す概念図である。 図６は、実施の形態１に係る軟水化装置の捕捉部洗浄流路を示す構成図である。 図７は、実施の形態１に係る軟水化装置の制御方法を示す構成図である。 図８は、実施の形態１に係る軟水化装置の機能ブロック図である。 図９は、実施の形態１に係る軟水化装置の再生時間経過に伴う樹脂再生率と反応交換効率を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、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。

（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。

（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。軟水化装置１を用いて軟水化処理を行うことにより、硬度の低減した中性の軟水が得られ、原水の硬度が高い地域であっても、軟水を利用することができる。

具体的には、図１に示すように、軟水化装置１は、流入口２と、軟水槽と、中和槽と、取水口７と、再生装置８と、制御部１５とを備えている。

また、軟水化装置１は、排水口１３と、複数の開閉弁（開閉弁１８、開閉弁１９、開閉弁２０、開閉弁２１、開閉弁２２、及び開閉弁２３）と、複数の流路切り替えバルブ（流路切り替えバルブ２４～２７）とを含んで構成される。これらについての詳細は後述する。

（流入口及び取水口）
流入口２は、原水の供給元に接続されている。流入口２は、原水を軟水化装置１内に導入するための開口である。

取水口７は、軟水化装置１内を流通し、軟水化処理された水を装置外に供給する開口である。軟水化装置１は、流入口２から流入する原水の圧力により、取水口７から軟水化処理後の水を取り出すことができる。

軟水化装置１では、軟水化処理を行う軟水化工程において、外部から供給される原水が、流入口２、流路２８、第一軟水槽３、流路２９、第一中和槽４、流路３０、第二軟水槽５、流路３１、第二中和槽６、流路３２、取水口７の順に流通して、中性の軟水として排出される。

（軟水槽）
軟水槽（第一軟水槽３及び第二軟水槽５）は、弱酸性陽イオン交換樹脂の作用により、硬度成分を含む原水を軟水化する。具体的には、軟水槽は、流通する水（原水）に含まれる硬度成分である陽イオン（カルシウムイオン、マグネシウムイオン）を水素イオンと交換するため、原水の硬度が下がり、原水を軟水化する。本実施の形態１における軟水化装置１では、軟水槽として第一軟水槽３と第二軟水槽５が備えられる。

第一軟水槽３は、流入口２から流入した原水の軟水化を行う。第一軟水槽３は、流路切り替えバルブ２４を備える。流路切り替えバルブについての詳細はまとめて後述する。

第二軟水槽５は、後述する第一中和槽４を流通した水の軟水化を行う。第二軟水槽５は、流路切り替えバルブ２６を備える。

第一軟水槽３及び第二軟水槽５には弱酸性陽イオン交換樹脂３３が充填されている。

弱酸性陽イオン交換樹脂３３は、官能基の末端に水素イオンを有するイオン交換樹脂である。弱酸性陽イオン交換樹脂３３は、通水される原水に含まれる硬度成分である陽イオン（カルシウムイオン、マグネシウムイオン）を吸着し、水素イオンを放出する。弱酸性陽イオン交換樹脂３３で処理された軟水は、硬度成分と交換されて出てきた水素イオンを多く含む。つまり、第一軟水槽３及び第二軟水槽５から流出する軟水は、水素イオンを多く含んで酸性化した軟水（酸性軟水）である。

弱酸性陽イオン交換樹脂３３の官能基の末端が水素イオンであるため、後述する再生処理において、酸性電解水を用いて弱酸性陽イオン交換樹脂３３の再生を行うことができる。この際、弱酸性陽イオン交換樹脂３３からは、軟水化処理の際に取り込んだ硬度成分である陽イオンが放出される。

弱酸性陽イオン交換樹脂３３として、特に制限はなく、汎用的なものを使用することができ、例えば、カルボキシル基（－ＣＯＯＨ）を交換基とするものが挙げられる。また、カルボキシル基の対イオンである水素イオン（Ｈ＋）が、金属イオン、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）等の陽イオンとなっているものでもよい。

（中和槽）
中和槽（第一中和槽４及び第二中和槽６）は、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の作用により、軟水槽から出てきた水素イオンを含む軟水（酸性化した軟水）のｐＨを中和し、中性の軟水とする。具体的には、中和槽は、軟水槽からの軟水に含まれる水素イオンをアニオン（陰イオン）とともに吸着するため、軟水のｐＨが上がり、中性の軟水とすることができる。本実施の形態１における軟水化装置１では、中和槽として第一中和槽４と第二中和槽６が備えられる。

第一中和槽４は、第一軟水槽３を流通した酸性軟水の中和を行う。第一中和槽４は、流路切り替えバルブ２５を備える。

第二中和槽６は、第二軟水槽５を流通した酸性軟水の中和を行う。第二中和槽６は、流路切り替えバルブ２７を備える。

第一中和槽４及び第二中和槽６には弱塩基性陰イオン交換樹脂３４が充填されている。

弱塩基性陰イオン交換樹脂３４は、通水される水に含まれる水素イオンを中和し、中性の水を生成する。弱塩基性陰イオン交換樹脂３４は、後述する再生処理において、アルカリ性電解水を用いて再生を行うことができる。

弱塩基性陰イオン交換樹脂３４として、特に制限はなく、汎用的なものを使用することができ、例えば、遊離塩基型となっているものが挙げられる。

（再生装置）
再生装置８は、第一軟水槽３及び第二軟水槽５に充填されている弱酸性陽イオン交換樹脂３３を再生させ、且つ、第一中和槽４及び第二中和槽６に充填されている弱塩基性陰イオン交換樹脂３４を再生させる機器である。

再生装置８は、電解槽９と、捕捉部１０と、第一送水ポンプ１１と、第二送水ポンプ１２とを含んで構成される。そして、再生装置８は、第二軟水槽５、第二中和槽６、流路２８、流路２９に対して、第一供給流路３５、第二供給流路３６、第一回収流路３７、第二回収流路３８、がそれぞれ接続されている。各流路の詳細は後述する。なお、第一供給流路３５、第二供給流路３６、第一回収流路３７、第二回収流路３８、中和槽バイパス流路４２、軟水槽バイパス流路４４により、後述する軟水槽再生循環流路３９と中和槽再生循環流路４０が形成される。

（（電解槽））
電解槽９は、内部に設けた一対の電極４１（電極４１ａ及び電極４１ｂ）を用いて、入水した水（流入口２から供給される水）を電気分解することによって、酸性電解水とアルカリ性電解水とを生成して排出する。より詳細には、再生工程での電気分解の際に陽極となる電極４１ａでは、電気分解により水素イオンが生じ、酸性電解水が生成する。また、再生工程での電気分解の際に陰極となる電極４１ｂでは、電気分解により水酸化物イオンが生じ、アルカリ性電解水が生成する。そして、電解槽９は、酸性電解水を、第一供給流路３５及び中和槽バイパス流路４２を介して第一軟水槽３と第二軟水槽５に供給し、アルカリ性電解水を、第二供給流路３６及び軟水槽バイパス流路４４を介して第一中和槽４と第二中和槽６に供給する。詳細は後述するが、電解槽９によって生成された酸性電解水は、第一軟水槽３と第二軟水槽５の弱酸性陽イオン交換樹脂３３の再生に使用され、電解槽９によって生成されたアルカリ性電解水は、第一中和槽４と第二中和槽６の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生に使用される。なお、電解槽９は、後述する制御部１５によって、一対の電極４１への通電状態を制御できるように構成されている。

（（送水ポンプ））
第一送水ポンプ１１は、再生装置８による再生処理の際に、軟水槽再生循環流路３９（図３参照）に酸性電解水を流通させる機器である。第一送水ポンプ１１は、第一軟水槽３と電解槽９との間を連通接続する第一回収流路３７に設けられている。このような配置とするのは、第一送水ポンプ１１だけで、軟水槽再生循環流路３９に酸性電解水を循環させやすくなるためである。

第二送水ポンプ１２は、中和槽再生循環流路４０（図３参照）にアルカリ性電解水を流通させる機器である。第二送水ポンプ１２は、第一中和槽４と電解槽９との間を連通接続する第二回収流路３８に設けられている。このような配置とするのは、第二送水ポンプ１２だけで、中和槽再生循環流路４０にアルカリ性電解水を循環させやすくなるからである。

また、第一送水ポンプ１１及び第二送水ポンプ１２は、後述する制御部１５と無線または有線により通信可能に接続されている。

（（捕捉部））
捕捉部１０は、電解槽９と第二中和槽６とを連通接続する第二供給流路３６に設けられている。

捕捉部１０は、電解槽９から送出されたアルカリ性電解水に含まれる析出物を捕捉する。析出物とは、電解槽９内において、再生処理の際に第一軟水槽３及び第二軟水槽５から放出された陽イオンである硬度成分がアルカリ性電解水と反応することにより生じる反応生成物である。より詳細には、電解槽９で水の電気分解が行われている間、再生処理時の第一軟水槽３と第二軟水槽５から放出される硬度成分（例えば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン）は、陰極（電極４１ｂ）側に移動する。陰極側ではアルカリ性電解水が生成しているため、硬度成分とアルカリ性電解水が反応し、析出物となる。例えば、硬度成分がカルシウムイオンの場合、アルカリ性電解水と混合されることにより、炭酸カルシウムが生じる反応が起こったり、水酸化カルシウムが生じる反応が起こったりする。そして、硬度成分に由来する析出物は、第二供給流路３６に設けられた捕捉部１０で析出物として捕捉される。そして、硬度成分に由来する析出物を捕捉部１０で捕捉することにより、析出物が第二中和槽６に流入し、堆積することを抑制できる。したがって、再生処理の終了後に軟水化処理を再開する場合には、第二中和槽６に堆積した析出物が第一軟水槽３及び第二軟水槽５から放出された水素イオンと反応してイオン化することを原因とした、第二中和槽６から送出される軟水の硬度上昇を抑制できる。

また、再生処理の際に、硬度成分に由来する析出物が捕捉部１０を通過したアルカリ性電解水は、第二中和槽６と第一中和槽４を流通した後、電解槽９で再度電気分解され、再度アルカリ性電解水として、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生に供される。この時、酸性電解水は、捕捉部１０を備えない場合と比較し、含有する硬度成分が減少している。つまり、捕捉部１０で析出物を捕捉することにより、酸性電解水の硬度が低下するため、第一軟水槽３と第二軟水槽５に流入する硬度成分を減少させることができ、弱酸性陽イオン交換樹脂３３の再生効率の低下を抑制できる。

なお、「硬度成分が反応する」とは、硬度成分すべてが反応することのみならず、反応しない成分もしくは溶解度積を超えない成分が含まれている状態も含むものとする。

捕捉部１０は、硬度成分とアルカリ性電解水との反応により生じる析出物を分離可能であればその形態は問わない。例えば、カートリッジタイプのフィルター、粒状ろ材を用いたろ過層、サイクロン型の固液分離機、中空糸膜等を用いる形態が挙げられる。

捕捉部１０の形態として一般的に使用される手段としては、カートリッジタイプのフィルターが挙げられる。カートリッジタイプのフィルターとして、糸巻きフィルターのような深層ろ過型、プリーツフィルター及びメンブレンフィルターのような表面ろ過型、またはこれらを組み合わせて使用することができる。

捕捉部１０は、開閉弁２２及び捕捉部排水口１４を備える。

開閉弁２２は、捕捉部１０内の排水を制御する弁であり、例えば、捕捉部１０の下部に設けられる。開閉弁２２を開放することにより、捕捉部１０内の水を捕捉部排水口１４から装置外に排出できる。

捕捉部排水口１４は、捕捉部１０内の水を装置外に排出する開口である。捕捉部排水口１４の上流に設けられる開閉弁２２を開放することにより、捕捉部排水口１４から捕捉部１０内の水を装置外に排出できる。

（開閉弁及び流路切り替えバルブ）
複数の開閉弁（開閉弁１８～開閉弁２３）は、各流路にそれぞれ設けられ、各流路において「開放」した状態と、「閉止」した状態とを切り替える。

複数の開閉弁（開閉弁１８、開閉弁１９、開閉弁２１、及び開閉弁２３）は、弁の開閉により、各流路への水の流通を開始あるいは停止する。

開閉弁２０及び開閉弁２２は、後述する再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程の際に、開放した状態となり、再生循環水を装置外に排出する。

複数の流路切り替えバルブ（流路切り替えバルブ２４～流路切り替えバルブ２７）は、第一軟水槽３、第二軟水槽５、第一中和槽４、及び第二中和槽６にそれぞれ設けられる。複数の流路切り替えバルブはいずれも、３つの開口を備え、１つ目の開口は水の流入及び流出が可能な流入流出口、２つ目の開口は流出口としては機能せず流入口として機能する流入口、３つ目の開口は流入口としては機能せず流出口として機能する流出口である。複数の流路切り替えバルブはいずれも、流入流出口は常に「開放」しており、通水方向により、流入口か流出口のうちどちらか一方が「開放」している時には、他方の流出口は「閉止」している。流路切り替えバルブ２４～２７を備えることにより、軟水化装置１内の各流路に必要な開閉弁の数を減少でき、軟水化装置１のコストの低減ができる。

また、複数の開閉弁（開閉弁１８～開閉弁２３）と複数の流路切り替えバルブ（流路切り替えバルブ２４～流路切り替えバルブ２７）はそれぞれ、後述する制御部１５と無線または有線により通信可能に接続されている。

（排水口）
排水口１３は、排水流路５４の端部に設けられる開口であり、再生経路洗浄工程及び電解槽洗浄工程において装置内の水を装置外に排出する開口である。排水口１３の上流には開閉弁２０が設けられており、開閉弁２０を開放することにより、排水口１３から排水を行うことができる。

（流路）
バイパス流路５３は、流入口２と取水口７とを連通接続する流路であり、流路上には開閉弁１８が設けられている。バイパス流路５３により、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程のいずれかを実施している場合でも、軟水化装置１の利用者は、取水口７から原水を得ることができる。

（軟水化流路）
図２を参照して、軟水化装置１の軟水化工程の際に形成される軟水化流路４３について説明する。図２は軟水化装置１の軟水化流路４３を示す構成図である。

軟水化流路４３（図２の斜線矢印）は、原水の軟水化を行う流路であり、軟水化流路４３を流通した原水は中性の軟水となり、取水口７から装置外に排出される。

軟水化流路４３は、流入口２、流路２８、第一軟水槽３、流路２９、第一中和槽４、流路３０、第二軟水槽５、流路３１、第二中和槽６、流路３２、取水口７により形成される。

流路２８は、流入口２から第一軟水槽３までを接続する流路である。つまり、流路２８は、硬度成分を含む原水を流入口２から第一軟水槽３へ導く流路である。

流路２９は、第一軟水槽３から第一中和槽４までを接続する流路である。つまり、流路２９は、第一軟水槽３で軟水化された水を第一中和槽４に導く流路である。

流路３０は、第一中和槽４から第二軟水槽５までを接続する流路である。つまり、流路３０は、第一中和槽４で中和された水を第二軟水槽５へ導く流路である。

流路３１は、第二軟水槽５から第二中和槽６までを接続する流路である。つまり、流路３１は、第二軟水槽５で軟水化された水を第二中和槽６に導く流路である。

流路３２は、第二中和槽から取水口７までを接続する流路である。つまり、流路３２は、軟水化された原水を第二中和槽６から取水口７に導く流路である。

図２に示すように、流入口２の下流側且つ第一軟水槽３の上流側の流路２８上に開閉弁１９が設置されている。また、後述するバイパス流路５３には、開閉弁１８が設置されている。そして、開閉弁１８を閉止して、開閉弁１９を開放することにより、第一軟水槽３と流入口２が連通接続される。また、流路切り替えバルブ２４を第一軟水槽３と第一中和槽４とが連通接続するように切替え、流路切り替えバルブ２５を第二軟水槽５と第二中和槽６が連通接続するように切り替え、流路切り替えバルブ２６を第一中和槽４と第二軟水槽５が連通接続するように切り替え、流路切り替えバルブ２７を第二軟水槽５と第二中和槽６が連通接続するように切り替える。これにより、流入口２から流路２８、第一軟水槽３、流路２９、第一中和槽４、流路３０、第二軟水槽５、流路３１、第二中和槽６、流路３２、取水口７までを連通接続する軟水化流路４３が形成される。この時、開閉弁２０、開閉弁２１、開閉弁２３は閉止している。

（再生循環流路）
次に、図３を参照して、軟水化装置１の再生工程の際に形成される軟水槽再生循環流路３９と中和槽再生循環流路４０について説明する。図３は、軟水化装置１の軟水槽再生循環流路３９と中和槽再生循環流路４０を示す構成図である。

まず、軟水槽再生循環流路３９について説明する。

軟水槽再生循環流路３９は、再生工程時に酸性電解水が流通することにより、第一軟水槽３及び第二軟水槽５の再生を行う流路であり、図３（白矢印）に示すように、第一送水ポンプ１１によって送出された水が、電解槽９、第二軟水槽５、及び第一軟水槽３を流通し、電解槽９に戻って循環する流路である。

具体的には、軟水槽再生循環流路３９は、電解槽９、第二軟水槽５、第一軟水槽３、第一送水ポンプ１１を接続する第一供給流路３５、中和槽バイパス流路４２、第一回収流路３７の各流路によって構成される。

第一供給流路３５は、電解槽９の下流側から第二軟水槽５の下流側までを連通接続する流路であり、電解槽９から第二軟水槽５へ酸性電解水を供給する流路である。

中和槽バイパス流路４２は、第一中和槽４を迂回して第二軟水槽５の上流側から第一軟水槽３の下流側までを連通接続する流路であり、第二軟水槽５から第一軟水槽３へ酸性電解水を供給する流路である。

第一回収流路３７は、第一軟水槽３の上流側から電解槽９までを連通接続する流路であり、第一軟水槽３と第二軟水槽５を通過した硬度成分を含む酸性電解水を電解槽９へ回収する流路である。第一回収流路３７には、第一送水ポンプ１１が設けられる。

また、軟水槽再生循環流路３９は、電解槽９から送出された酸性電解水を、第一軟水槽３及び第二軟水槽５の下流側から第一軟水槽３及び第二軟水槽５に導入し、軟水槽の下流側に比べて硬度成分の吸着量が多い上流側から流出させる流路である。なお、下流側とは、軟水化処理時の流路における下流側を指す。

次に、中和槽再生循環流路４０について説明する。

中和槽再生循環流路４０は、再生工程時にアルカリ性電解水が流通することにより、第一中和槽４及び第二中和槽６の再生を行う流路であり、図３（黒矢印）に示すように、第二送水ポンプ１２によって送出された水が、電解槽９、第二中和槽６、及び第一中和槽４を流通し、電解槽９に戻って循環する流路である。

具体的には、中和槽再生循環流路４０は、電解槽９、第二中和槽６、第一中和槽４、第二送水ポンプ１２を接続する第二供給流路３６、軟水槽バイパス流路４４、第二回収流路３８の各流路によって構成される。

第二供給流路３６は、電解槽９の下流側から第二中和槽６の下流側までを連通接続する流路であり、電解槽９から第二中和槽６へアルカリ性電解水を供給する流路である。第二供給流路３６には、捕捉部１０、開閉弁２１、及び開閉弁２３が設置されている。

軟水槽バイパス流路４４は、第二軟水槽５を迂回して第二中和槽６の上流側から第一中和槽４の下流側までを連通接続する流路であり、第二中和槽６から第一中和槽４へアルカリ性電解水を供給する流路である。

第二回収流路３８は、第一中和槽４の上流側から電解槽９までを連通接続する流路であり、第一中和槽４と第二中和槽６を通過したアルカリ性電解水を電解槽９へ回収する流路である。第二回収流路３８には、第二送水ポンプ１２が設けられる。

（再生流路洗浄流路）
次に、図４を参照して、軟水化装置１の再生流路洗浄工程の際に形成される再生流路洗浄流路４５について説明する。図４は、軟水化装置１の再生流路洗浄流路４５を示す構成図である。

再生流路洗浄流路４５は、後述する再生流路洗浄工程の際に、流路内に残存する高硬度水を第一中和槽４及び第二中和槽６に流入させずに装置外に排出する流路である。再生流路洗浄流路４５は、第一排水流路４６及び第二排水流路４７を含んで構成される。

第一排水流路４６は、図４（白矢印）に示すように、流入口２から、第一送水ポンプ１１、電解槽９、開閉弁２０、排水口１３を接続する各流路によって構成される。具体的には、第一排水流路４６は、流入口２から流入した原水を、流路２８、第一回収流路３７、第一送水ポンプ１１、電解槽９、排水流路５４、開閉弁２０、排水口１３の順に流通させる流路である。

排水流路５４は、一端部で第一供給流路３５と接続する流路であり、他端部で排水口１３と接続する流路である。排水流路５４には開閉弁２０が設けられており、開閉弁２０を開放することで流路内の水を装置外に排水し、開閉弁２０を閉止することで排水口１３からの排水を停止可能である。

第二排水流路４７は、図４（黒矢印）に示すように、流入口２から、第一軟水槽３、第二軟水槽５、開閉弁２０、排水口１３までを連通接続する各流路によって構成される。具体的には、第二排水流路４７は、流入口２から流入した原水を、流路２８、第一軟水槽３、中和槽バイパス流路４２、第二軟水槽５、第一供給流路３５、開閉弁２０、排水口１３の順に流通させる流路である。

なお、第二排水流路４７を流通する水の流量は、第一排水流路を流通する水の流量よりも大きくなるよう制御されることが好ましい。これにより、軟水化工程時に使用される軟水槽を含む流路である第二排水流路内の高硬度水を優先的に原水に置換することができる。したがって、軟水化工程を開始した際の高硬度水の影響を抑制できる。

（電解槽洗浄流路）
次に、図５を参照して、軟水化装置１の電解槽洗浄工程の際に形成される電解槽洗浄流路４９について説明する。図５は、軟水化装置１の電解槽洗浄流路４９を示す構成図である。

電解槽洗浄流路４９は、後述する電解槽洗浄工程の際に、電解槽９内及び中和槽再生循環流路４０内の硬度成分に起因する析出物を除去する流路である。電解槽洗浄流路４９は、第一排水流路４６及び第三排水流路５０を含んで構成される。

第三排水流路５０は、図５（黒矢印）に示すように、流入口２から、第一軟水槽３、第二送水ポンプ１２、電解槽９、開閉弁２１、捕捉部１０、開閉弁２２、捕捉部排水口１４までを連通接続する各流路によって構成される。具体的には、第三排水流路５０は、流入口２から流入した原水を、流路２８、第一軟水槽３、第二回収流路３８、第二送水ポンプ１２、電解槽９、第二供給流路３６、開閉弁２１、捕捉部１０、開閉弁２２の順に流通させ、捕捉部排水口１４から装置外に排出する流路である。より具体的には、第三排水流路５０では、流入口２から流入した原水を、流路２８を介して第一軟水槽３に流入させ、酸性軟水とする。生成した酸性軟水を、第二回収流路３８により第二送水ポンプ１２を介して、電解槽９に流入させる。その後、酸性軟水を、第二供給流路３６を介して、開閉弁２１、捕捉部１０、開閉弁２２の順に流通させ、捕捉部１０の析出物を溶解させ、捕捉部排水口１４から装置外に排出する。

（捕捉部洗浄流路）
次に、図６を参照して、軟水化装置１の捕捉部洗浄工程の際に形成される捕捉部洗浄流路５１について説明する。図６は、軟水化装置１の捕捉部洗浄流路５１を示す構成図である。

捕捉部洗浄流路５１は、後述する捕捉部洗浄工程の際に、捕捉部１０に析出した硬度成分由来の析出物を除去する流路である。捕捉部洗浄流路５１は、第四排水流路５２を含んで構成される。

図６に示すように、捕捉部洗浄流路５１は、流入口２から、第一軟水槽３、第一中和槽４、第二軟水槽５、第二中和槽６、捕捉部１０、捕捉部排水口１４までを連通接続する各流路によって構成される。具体的には、捕捉部洗浄流路５１は流入口２から流入した原水を、流路２８、第一軟水槽３、流路２９、第一中和槽４、流路３０、第二軟水槽５、流路３１、第二中和槽６、第二供給流路３６、開閉弁２３、捕捉部１０、開閉弁２２の順に流通させ、捕捉部排水口から装置外に排出する流路である。

（原水硬度測定部及び軟水硬度測定部）
原水硬度測定部６０及び軟水硬度測定部６１は、軟水化工程時における水中の硬度成分を測定する。

原水硬度測定部６０は、流入口２と第一軟水槽３を連通させる流路２８に設置され、流路２８を流通する原水の硬度（すなわち軟水化前の原水硬度）を測定する。

軟水硬度測定部６１は、第二中和槽６と取水口７を連通させる流路３２に設置され、流路３２を流通する軟水の硬度（すなわち軟水槽及び中和槽により軟水化処理が行われた軟水の硬度）を測定する。

なお、原水硬度測定部６０及び軟水硬度測定部６１として、汎用的なものを使用することができ、例えば、液体の電気伝導率を測定する検出器あるいは水中に含まれるＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄ：総溶解固形物）の量を測定する検出器を用いることができる。

（流量測定部）
流量測定部６２は、第二中和槽６と取水口７を連通させる流路３２に設置され、流路３２を通水する流量を測定する。なお、軟水化工程において、第一軟水槽３に流入した水は分配されることなく第一中和槽４、第二軟水槽５、及び第二中和槽６を流通する。したがって、軟水化前後において流路を流通する水量は実質的に同量であるとみなすことができる。つまり、流量測定部６２で測定された水の流量は、軟水化前の原水通水量及び軟水化後の軟水通水量であるとみなすことができる。

（第一イオン濃度測定部及び第二イオン濃度測定部）
第一イオン濃度測定部５６は、第一供給流路３５上に設けられ、樹脂再生工程時に、軟水槽から流出する酸性電解水のイオン濃度を測定する。

第二イオン濃度測定部５７は、第一回収流路３７上に設けられ、樹脂再生工程時に、軟水槽を流通した酸性電解水であり、軟水槽へ流入する酸性電解水のイオン濃度を測定する。

また、第一イオン濃度測定部５６及び第二イオン濃度測定部５７による酸性電解水のイオン濃度は、ｐＨ値でもよいし、ＴＤＳの量でもよい。測定部としては、汎用的なｐＨ計やＴＤＳ検出器を使用することができる。

なお、第一イオン濃度測定部５６及び第二イオン濃度測定部５７による酸性電解水のイオン濃度測定は、樹脂再生工程中にリアルタイムで測定してもよいし、一定間隔の時間設定において測定してもよい。例えば、３０分間隔で測定してもよい。

（制御部）
図８を参照して、本実施の形態に係る制御部１５の各機能について説明する。図８は、実施の形態１に係る軟水化装置１の機能ブロック図である。

制御部１５は、軟水化工程、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程の各工程の実行及び各工程間の切替えを制御する。

各工程間の切替えの制御とは、具体的には、制御部１５は、軟水化工程から再生工程への切替え、再生工程から再生流路洗浄工程への切替え、再生流路洗浄工程から電解槽洗浄工程への切替え、電解槽洗浄工程から捕捉部洗浄工程への切替え、及び捕捉部洗浄工程から軟水化工程への切替えを示す。

また、制御部１５は、開閉弁２０と開閉弁２２を制御し、再生流路洗浄工程と、電解槽洗浄工程と、捕捉部洗浄工程の際の排水を制御する。

また、制御部１５は、流路切り替えバルブ２４～流路切り替えバルブ２７、開閉弁１８、開閉弁１９、開閉弁２１、及び開閉弁２３を制御し、流路の切替えを実行する。

制御部１５は、吸着量特定部５５と、記憶部５８と、算出部５９とを備える。

吸着量特定部５５は、原水硬度測定部６０で測定する原水の硬度と、軟水硬度測定部６１で測定する軟水の硬度と、流量測定部６２で測定する軟水化された水の通水量の情報から、軟水槽へ吸着した硬度成分吸着量を計算することが可能である。具体的には、原水硬度測定部６０で測定された原水の硬度から軟水硬度測定部６１で測定された軟水の硬度を減算し、減算により算出された値に、流量測定部６２で測定する軟水化された水の通水量を乗算することで、硬度成分吸着量を算出することができる。

記憶部５８は、第一イオン濃度測定部５６が測定した第一イオン濃度情報、すなわち樹脂再生工程において電解槽９から流出し軟水槽に流入する前の酸性電解水のイオン濃度情報を記憶する。また、同様に記憶部５８は、第二イオン濃度測定部５７が測定した第二イオン濃度情報、すなわち前述の酸性電解水が軟水槽を通水した後のイオン濃度情報を記憶する。なお、各イオン濃度情報が記憶部５８に記憶されるタイミングは、各イオン濃度情報が第一イオン濃度測定部５６または第二イオン濃度測定部５７において測定されるタイミングと対応している。

算出部５９は、記憶部５８において記憶された第一イオン濃度情報と第二イオン濃度情報との差分である基準差分値を算出する。ここでの差分値としてｐＨ値の差分を考えると、軟水槽前後での水素イオン濃度差であるため、弱酸性陽イオン交換樹脂３３に吸着している硬度成分と酸性電解水中の水素イオンの交換反応における反応量を表す。ここから、所定の時間における硬度成分と水素イオンの交換反応効率を算出することが可能である。算出部５９で算出した交換反応効率に基づいて、制御部１５は再生工程の継続、あるいは終了を判定し、電解槽９の稼働状況を判断する。

以上が軟水化装置１の構成である。

次に、軟水化装置１の動作について説明する。

（軟水化工程、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、及び捕捉部洗浄工程）
次に、図７を参照して、軟水化装置１の軟水化工程、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、及び捕捉部洗浄工程について説明する。図７は、軟水化装置１の動作時の状態を示す図である。

軟水化工程、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、及び捕捉部洗浄工程では、制御部１５は、図７に示すように、開閉弁１８～開閉弁２３、流路切り替えバルブ２４～流路切り替えバルブ２７、電解槽９の電極４１、第一送水ポンプ１１及び第二送水ポンプ１２を切り替えてそれぞれの流通状態となるように制御する。

ここで、図７中の「ＯＮ」は、該当の開閉弁が「開放」した状態、電極４１が通電している状態、及び該当の送水ポンプが動作している状態をそれぞれ示す。空欄は、該当の開閉弁が「閉止」した状態、電極４１が通電していない状態、該当の送水ポンプが停止している状態をそれぞれ示す。

また、図７中の「（構成要素の番号）から（構成要素の番号）へ」は、該当の流路切り替えバルブが該当の構成要素から該当の構成要素へと送水される方向へと流路を接続している状態を示す。例えば、軟水化工程の流路切り替えバルブ２４は、流路２８から流路２９へと送水可能となるように各流路を接続している。

また図７中の「（構成要素の番号）へ」は、該当の流路切り替えバルブが、該当の構成要素へ送水される可能性のある方向へと流路を接続している状態を示す。この際には、流路は接続されているものの、該当の流路切り替えバルブが設けられた軟水槽あるいは中和槽への水の流出入が発生しづらい環境下にあるため、該当の流路切り替えバルブからの送水は極めて起こりづらい。

（軟水化工程）
まず、軟水化装置１による軟水化工程時の動作について、図２及び図７の「軟水化時」の欄を参照して説明する。

軟水化装置１では、図７に示すように、軟水化工程において、開閉弁１８を閉止した状態で流路２８に設けた開閉弁１９を開放する。これにより、外部から硬度成分を含む原水が流入する。流入した原水は、第一軟水槽３、第一中和槽４、第二軟水槽５、及び第二中和槽６の順で流通するので、軟水化装置１は、取水口７から軟水化した水（中性の軟水）を取り出すことができる。このとき、流路切り替えバルブ２４は流路２８から流路２９へ送水可能な接続状態、流路切り替えバルブ２５は流路２９から流路３０へ送水可能な接続状態、流路切り替えバルブ２６は流路３０から流路３１へ送水可能な接続状態、流路切り替えバルブ２７は流路３１から流路３２へ送水可能な接続状態になっている。開閉弁２０～開閉弁２３は、いずれも閉止した状態になっている。また、電解槽９の電極４１、第一送水ポンプ１１、及び第二送水ポンプ１２の動作も停止した状態である。

具体的には、図１に示すように、軟水化工程では、外部から流入する原水の圧力によって、原水は、流入口２から流路２８を通って、第一軟水槽３に供給される。そして、第一軟水槽３に供給された原水は、第一軟水槽３内に備えられた弱酸性陽イオン交換樹脂３３を流通する。このとき、原水中の硬度成分である陽イオンは弱酸性陽イオン交換樹脂３３の作用により吸着され、水素イオンが放出される（イオン交換が行われる）。そして、原水から陽イオンが除去されることで原水が軟水化される。軟水化された水は、硬度成分と交換されて流出した水素イオンを多く含むため、酸性化してｐＨが低い酸性水（第一軟水）となっている。ここで、硬度成分として永久硬度成分（例えば、硫酸カルシウム等の硫酸塩もしくは塩化マグネシウム等の塩化物）を多く含有する水は、軟水化を行う際、一時硬度成分（例えば、炭酸カルシウム等の炭酸塩）を多く含有する水よりｐＨが低下しやすい。ｐＨが低下した状態では軟水化が進行しにくくなるため、第一軟水槽３を流通した水を、第一中和槽４へ通水させ、中和を行う。

軟水化された水は、第一軟水槽３に設けられた流路切り替えバルブ２４を介して流路２９を流通し、第一中和槽４へ流入する。第一中和槽４では、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の作用によって、軟水化された水に含まれる水素イオンが吸着される。つまり、第一軟水槽３により軟水化された水から水素イオンが除去されるので、低下したｐＨが上昇して中和される。そのため、第一軟水槽３において軟水化した水をそのまま第二軟水槽５で軟水化する場合と比較して、第二軟水槽５での軟水化処理が進行しやすくなる。

第一中和槽４により中和された水（中和第一軟水）は、第一中和槽４に設けられた流路切り替えバルブ２５を介して流路３０を流通し、第二軟水槽５に流入する。第二軟水槽５では、弱酸性陽イオン交換樹脂３３の作用により、硬度成分である陽イオンが吸着され、水素イオンが放出される。第二軟水槽５は、第一軟水槽３で除去できなかった硬度成分を、弱酸性陽イオン交換樹脂３３の有する水素イオンと交換する。つまり、第二軟水槽５に流入した水がさらに軟水化され、軟水（第二軟水）となる。

第二軟水は、第二軟水槽５に設けられた流路切り替えバルブ２６を介して流路３１を流通し、第二中和槽６に流入する。第二中和槽６では、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の作用により、流入した第二軟水に含まれる水素イオンが吸着される。つまり、第二軟水から水素イオンが除去されるので、低下したｐＨが上昇し、生活用水として使用可能な中性の軟水（中和第二軟水）となる。中和第二軟水は、第二中和槽６に設けられた流路切り替えバルブ２７を介して流路３２を流通し、取水口７から取り出すことができる。

つまり、軟水化処理では、原水は、第一軟水槽３、第一中和槽４、第二軟水槽５、及び第二中和槽６の順に流通する。これにより、硬度成分を含む原水は、第一軟水槽３での軟水化処理によって原水のｐＨの低下が進行する前に第一軟水槽３を流出し、第一中和槽４において中和され、第二軟水槽５で軟水化され、第二中和槽６において中和されるようになる。そのため、軟水槽及び中和槽をそれぞれ単体で構成する場合と比較して、軟水槽内を流通する水のｐＨの低下すなわち酸性化を抑制できるので、硬度成分と軟水槽（特に第二軟水槽５）の弱酸性陽イオン交換樹脂３３が保持する水素イオンとの交換が起こりやすくなる。したがって、軟水化性能を向上させることが可能となる。

そして、軟水化装置１では、制御部１５で特定された時間帯になった場合もしくは軟水化工程が一定水量を超えた場合に軟水化工程を終了し、再生工程を実行する。

（再生工程）
次に、軟水化装置１の再生装置８による再生工程時の動作について、図３及び図７の「再生時」の欄を参照して順に説明する。

軟水化装置１において、弱酸性陽イオン交換樹脂３３を充填した第一軟水槽３及び第二軟水槽５は、使用を続けると陽イオン交換能力が低下または消失する。すなわち、陽イオン交換樹脂の官能基である水素イオンすべてが、硬度成分であるカルシウムイオンあるいはマグネシウムイオンと交換された後は、イオン交換ができなくなる。水素イオンすべてが硬度成分と交換される前であっても、水素イオンが減少するにしたがってイオン交換反応が起こりにくくなるため、軟水化性能が低下する。このような状態になると、硬度成分が処理水中に含まれるようになる。このため、軟水化装置１では、再生装置８による第一軟水槽３、第二軟水槽５、第一中和槽４、及び第二中和槽６の再生処理を行う必要が生じる。

再生工程時において、開閉弁１９、開閉弁２０、開閉弁２２を閉止して、開閉弁１８、開閉弁２１、開閉弁２３を開放し、流路切り替えバルブ２４は中和槽バイパス流路４２から第一回収流路３７へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２５は軟水槽バイパス流路４４から第二回収流路３８へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２６は第一供給流路３５から中和槽バイパス流路４２へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２７は第二供給流路３６から軟水槽バイパス流路４４へ送水可能な接続状態とする。つまり、第一軟水槽３と第二軟水槽５とが連通接続する状態、第一中和槽４と第二中和槽６とが連通接続する状態、排水口１３及び捕捉部排水口１４の排水を停止した状態とする。これにより、図３に示すように、軟水槽再生循環流路３９及び中和槽再生循環流路４０がそれぞれ形成される。

そして、第一送水ポンプ１１及び第二送水ポンプ１２を動作させると、電解槽９内の酸性電解水及びアルカリ性電解水が軟水槽再生循環流路３９及び中和槽再生循環流路４０のそれぞれを循環する。

また、電解槽９は、陰極に対して陽極が高電位となるように通電する（正電解）。これにより、電気分解の際に、陽極では水素イオンが生じ、陽極付近では酸性電解水が生成する。一方、陰極では水酸化物イオンが生じ、陰極付近ではアルカリ性電解水が生成する。

電解槽９で生成した酸性電解水は、第一供給流路３５を流通し流路切り替えバルブ２６を介して第二軟水槽５内に送水され、内部の弱酸性陽イオン交換樹脂３３を流通する。そして、第二軟水槽５を流通した酸性電解水は、中和槽バイパス流路４２を流通し流路切り替えバルブ２４を介して、第一軟水槽３内に送水され、内部の弱酸性陽イオン交換樹脂３３を流通する。すなわち、酸性電解水を弱酸性陽イオン交換樹脂３３に通水することで、弱酸性陽イオン交換樹脂３３に吸着されている陽イオン（硬度成分）が、酸性電解水に含まれる水素イオンとイオン交換反応を起こす。これにより、弱酸性陽イオン交換樹脂３３が再生される。

その後、第一軟水槽３を流通した酸性電解水は、陽イオンを含み、第一回収流路３７へ流入する。すなわち、弱酸性陽イオン交換樹脂３３を流通した陽イオンを含む酸性電解水は、第一回収流路３７を介して電解槽９に回収される。

このように、軟水槽再生循環流路３９は、酸性電解水を、原水の流入口から最も下流に位置する軟水槽であり、上流側の軟水槽より硬度成分の吸着量が少ない弱酸性陽イオン交換樹脂３３を有する軟水槽である第二軟水槽５の下流側から流通させ、上流に位置しており第二軟水槽５に比べて硬度成分がより多く吸着している弱酸性陽イオン交換樹脂３３を有する第一軟水槽３の下流側へと流入させるように構成される。つまり、軟水槽再生循環流路３９は、電解槽９から送出された酸性電解水を、第二軟水槽５に流通させた後、中和槽バイパス流路４２によって第一軟水槽３へと送出し、第一軟水槽３を流通させ、第一回収流路３７を介して電解槽９へ流入させる流路である。これにより、再生工程の際には、第一軟水槽３と比べて硬度成分の吸着量が少ない第二軟水槽５に、電解槽９から吐出された酸性電解水が流入し、硬度成分を含んだ酸性電解水が第二軟水槽５から第一軟水槽３へと吐出される。第二軟水槽５の弱酸性陽イオン交換樹脂３３の再生では、第一軟水槽３と比較し、酸性電解水中の水素イオンの消費が少ないため、第一軟水槽３の再生と比べ、水素イオン濃度の低減を抑制できる。そのため、水素イオンを多く含有する酸性電解水が第一軟水槽３に流入し、硬度成分が第一軟水槽３において再吸着するのを抑制することができる。したがって、再生処理効率の低下を抑制でき、再生時間が短縮できる。

一方、電解槽９の陰極付近で生成したアルカリ性電解水は、第二供給流路３６、捕捉部１０を流通し流路切り替えバルブ２７を介して第二中和槽６内に送水され、内部の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４を流通する。そして、第二中和槽６を流通したアルカリ性電解水は、軟水槽バイパス流路４４を流通し、流路切り替えバルブ２５を介して第一中和槽４内に送水され、内部の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４を流通する。すなわち、アルカリ性電解水を弱塩基性陰イオン交換樹脂３４に通水させることで、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４に吸着されている陰イオンが、アルカリ性電解水に含まれる水酸化物イオンとイオン交換反応を起こす。これにより、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４が再生される。

その後、第一中和槽４を流通したアルカリ性電解水は、陰イオンを含み、第二回収流路３８へ流入する。すなわち、弱塩基性陰イオン交換樹脂３４を流通した陰イオンを含むアルカリ性電解水は、第二回収流路３８を介して電解槽９に回収される。

このように、中和槽再生循環流路４０は、アルカリ性電解水を、原水の流入口から最も下流に位置する中和槽であり、上流側の中和槽と比較して陰イオンの吸着量が少ない弱塩基性陰イオン交換樹脂３４を有する第二中和槽６の下流側から流通させ、上流に位置しており第二中和槽６に比べて陰イオンがより多く吸着している弱塩基性陰イオン交換樹脂３４を有する第一中和槽４の下流側へと流入させるように構成した。つまり、中和槽再生循環流路４０は、電解槽９から送出されたアルカリ性電解水を、第二中和槽６に流通させた後、軟水槽バイパス流路４４によって第一中和槽４へと送出し、第一中和槽４を流通させ、第二回収流路３８を介して電解槽９へ流入させる流路である。これにより、再生工程時には、第一中和槽４と比べて陰イオンの吸着量が少ない第二中和槽６に、アルカリ性電解水が流入し、陰イオンを含んだアルカリ性電解水が第二中和槽６から第一中和槽４へと吐出される。第二中和槽６の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生では、第一中和槽４と比較し、アルカリ性電解水中の水酸化物イオンの消費が少ないため、第一中和槽４の再生と比べ、水酸化物イオン濃度の低減を抑制できる。そのため、水酸化物イオンを多く含有するアルカリ性電解水が第一中和槽４に流入し、陰イオンが第一中和槽４において再吸着するのを抑制することができる。したがって、再生処理効率の低下を抑制でき、再生時間が短縮できる。

また、中和槽再生循環流路４０は、電解槽９から送出されたアルカリ性電解水を、第一中和槽４及び第二中和槽６の下流側から第一中和槽４及び第二中和槽６に導入し、各中和槽の下流側に比べて陰イオンの吸着量が多い上流側から流出させる。これにより、より陰イオン成分の吸着量が少ない下流側からアルカリ性電解水が流入し、中和槽の再生を行う。下流側の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生では、上流側と比較し、アルカリ性電解水中の水酸化物イオンの消費が少ないため、アルカリ性電解水の水酸化物イオン濃度の低減を抑制できる。そのため、下流側からのアルカリ性電解水に含まれる陰イオンが上流側において再吸着するのを抑制することができる。したがって、中和槽の再生処理効率の低下を抑制でき、再生時間が短縮できる。なお、下流側とは、軟水化処理時の流路における下流側を指す。

本実施の形態１においては、弱酸性陽イオン交換樹脂３３での硬度成分と水素イオンの交換反応の進行具合に応じて再生工程を継続するか終了するかを判断する。

再生工程において、樹脂の再生率と再生工程開始からの経過時間は、常に比例関係にあるわけではない。これについて図９を用いて説明する。図９は、実施の形態１に係る軟水化装置の再生時間経過に伴う樹脂再生率と反応交換効率を示す概略図である。なお、再生経過時間は、再生工程開始からの経過時間のことであり、電解槽９の能力等の条件により変動するため、図９に示した時間は一例である。樹脂再生の進行に伴い、硬度成分と水素イオンとの交換反応のしやすさが変化し、樹脂再生の速度も変化する。交換反応の発生頻度は、硬度成分と水素イオンとの濃度差により決定され、水素イオンの濃度に対して硬度成分の濃度が著しく小さい場合には、交換反応が発生しづらくなる。具体的には、再生工程が進行するにつれ、硬度成分が吸着している未再生の樹脂が少なくなる、つまり樹脂体積当たりの吸着硬度が少なくなると、弱酸性陽イオン交換樹脂３３からの硬度成分の脱着速度が低下する。すなわち、再生工程の初期から中期では、弱酸性陽イオン交換樹脂３３には多量の硬度成分が吸着しているため、硬度成分と水素イオンとの交換反応効率は高いものの、再生工程の終期に近づくにつれて、弱酸性陽イオン交換樹脂３３に吸着している硬度成分が減少するため、硬度成分と水素イオンの交換反応効率が低化する。このような弱酸性陽イオン交換樹脂３３に対して硬度成分吸着量が少なくなった場合においても再生工程を継続すると、樹脂の再生完了にかかる時間が長時間になってしまう。そのため、本実施の形態１では、上記のような再生時間の長時間化を防ぐために、交換反応効率の高い領域でのみ再生工程を実施する。

具体的には、原水硬度測定部６０で測定した原水の硬度と、軟水硬度測定部６１で測定した軟水化後の軟水の硬度と、流量測定部６２で測定した通水量をもとに、軟水槽に吸着する硬度成分吸着量を算出する。そして、制御部１５は、硬度成分吸着量が基準値以上の場合には再生工程を継続し、基準値未満の場合には再生工程を終了する。

なお、基準値とは、弱酸性陽イオン交換樹脂３３に吸着可能な硬度成分量に対して、実際に弱酸性陽イオン交換樹脂３３に吸着している硬度成分量（実吸着硬度成分量）の割合であり、本実施の形態においては、基準値は２０％とする。

本実施の形態において、基準値を２０％とした理由として、再生工程中の交換反応効率を７０％以上の高効率で維持可能なことが挙げられる。

交換反応効率の算出は、算出部５９で行われる。算出部５９は、第一イオン濃度測定部５６で測定され記憶部５８で記憶した第一イオン濃度情報と、第二イオン濃度測定部５７で測定し記憶部５８で記憶した第二イオン濃度情報をもとに、交換反応効率を算出する。例えば、軟水槽流入前の酸性電解水のｐＨが２．７４、軟水槽流入後のｐＨが３．７１であれば、水素イオン濃度としては、１．８２ｍＭと０．１９ｍＭであり、水素イオンの消費量から交換反応効率は約８９％と算出できる。

実吸着硬度成分量が２０％以上の場合は、軟水槽の樹脂近傍において硬度成分と水素イオンの交換反応が進行しやすく、交換反応効率は高い値を示す。一方、再生工程が進行し、実吸着硬度成分量が２０％を下回る場合は、硬度成分と水素イオンとのイオン濃度差により、弱酸性陽イオン交換樹脂３３からの硬度成分の脱離及び弱酸性陽イオン交換樹脂３３への水素イオンの吸着のしやすさが低下する。すなわち、硬度成分と水素イオンとの交換反応が生じにくくなる。つまり、実吸着硬度成分量が２０％を下回ると、交換反応効率が悪い状態のまま再生工程が進行していくため、弱酸性陽イオン交換樹脂３３全体としては８０％以上の樹脂が再生完了しているにも関わらず、残りの２０％の樹脂を再生するために多大な再生時間を要し、再生工程の長期化につながる。なお、前述した「多大な再生時間」を要する、とは、実吸着硬度成分を２０％から略０％にするために要する再生時間は、実吸着硬度成分量が４０～１００％の範囲において実吸着硬度成分を２０％減少させるために要する再生時間よりも多くの時間となる、ことを示している。言い換えると、再生工程において、樹脂再生率が８０％となるまで再生工程を実行し再生率が８０％を超過したら再生工程を終了する場合では、樹脂再生率が略１００％になるまで再生工程を実行する場合における再生工程に要する時間の８０％よりも短い時間で再生工程を終了することが可能である。そのため、制御部１５は、再生工程が進行し、基準値未満になった段階で、再生工程を終了させる制御を実施する。なお、樹脂再生率とは、弱酸性陽イオン交換樹脂３３のうち、硬度成分が吸着していない弱酸性陽イオン交換樹脂３３の割合である。

また、鋭意検討の結果、硬度成分と水素イオンの交換反応効率が少なくとも７０％以上であれば、交換反応性が高い領域で樹脂再生が可能であることが判明した。交換反応効率が７０％以上を維持した領域においては、樹脂に吸着した硬度イオンと酸性電解水中の水素イオンの濃度を比較すると、水素イオンの濃度が高くなる。そのため、弱酸性陽イオン交換樹脂３３の吸着選択性から、硬度イオンが脱離しやすく、水素イオンが再生されていない樹脂層に接触しやすいため、水素イオンが樹脂に吸着しやすい状態であると考えられる。本実施の形態１においては、交換反応効率の基準値である第二基準値は、７０％とする。

なお、交換反応効率７０％以上の領域であれば、基準値を変更してもよい。例えば、基準値を２０％ではなく３０％とすることにより、再生工程開始から再生工程終了までに弱酸性陽イオン交換樹脂３３から除去される硬度成分量が減少するため、再生時間をより短縮することが可能である。

そして、軟水化装置１では、上記のような制御に基づき再生工程が実施され、再生工程が終了した段階で、再生流路洗浄工程に移行する。

なお、再生工程中に利用者が軟水を得たい場合には、軟水化装置１と接続された蛇口（不図示）等を開放することにより、原水が流入口２からバイパス流路５３を通り、取水口７から流出するため、再生工程の終了を待たずとも、原水を利用することができる。

（再生流路洗浄工程）
次に、軟水化装置１の再生流路洗浄工程時の動作について、図４及び図７の「再生流路洗浄時」の欄を参照して順に説明する。

軟水化装置１において、再生工程中には、第一軟水槽３及び第二軟水槽５から硬度成分が酸性電解水中に放出され、酸性電解水は軟水槽再生循環流路３９から排出されることなく流路内を循環する。したがって、再生工程終了後の軟水槽再生循環流路３９内には、第一軟水槽３及び第二軟水槽５から放出された硬度成分を含む高硬度水で満たされている。この高硬度水の硬度は、原水の硬度（例えば４５０ｐｐｍ）よりも著しく高くなっており、例えば２０００ｐｐｍ程度まで上昇する場合がある。この高硬度水が軟水化装置１内に残存した状態で軟水化工程に移行すると、取水口７からは高硬度水もしくは原水と高硬度水の混合水が排出される。したがって、軟水化装置１の利用者は、再生工程終了後に軟水化工程を実行した場合には、軟水化工程開始直後には軟水を得られないどころか原水よりも硬度の高い水を得ることになるという問題が生じる。また、高硬度水が第一軟水槽３及び第二軟水槽５内の弱酸性陽イオン交換樹脂３３を流通することになり、再生工程で子吸着した硬度成分を水素イオンと置換して再生を行ったにもかかわらず、再度硬度成分を含む水が流通するため、せっかく行った再生処理により充填された水素イオンと硬度成分とが交換反応を起こし、弱酸性陽イオン交換樹脂３３に再度硬度成分が吸着する。したがって、原水の軟水化に利用可能な水素イオンが減少し、軟水化性能が低下してしまう。これらの問題を解決するために、軟水槽再生循環流路３９内の高硬度水を排水する再生流路洗浄工程を行う。

再生流路洗浄工程時において、開閉弁２１～開閉弁２３を閉止して、開閉弁１８～開閉弁２０を開放し、流路切り替えバルブ２４は流路２８から中和槽バイパス流路４２へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２５は軟水槽バイパス流路４４へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２６は中和槽バイパス流路４２から第一供給流路３５へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２７は第二供給流路３６へ送水可能な接続状態とする。つまり、第一軟水槽３と第二軟水槽５とが連通接続する状態、第二軟水槽５と排水口１３とが連通接続する状態、電解槽９と排水口１３とが連通接続する状態、及び捕捉部排水口１４の排水を停止した状態とする。これにより、図４に示すように、第一排水流路４６及び第二排水流路４７がそれぞれ形成される。なお、この時、電極４１、第一送水ポンプ１１、及び第二送水ポンプ１２の動作は停止している。

再生流路洗浄工程において、具体的には、開閉弁１９を開放することにより、外部から原水が第一排水流路４６及び第二排水流路４７に流入する。

第一排水流路４６では、流入した原水の圧力により、流路２８、第一回収流路３７、第一送水ポンプ１１、電解槽９、第一供給流路３５内の高硬度水が押し流され、排水流路５４へと流入する。排水流路５４へ流入した高硬度水は、排水口１３から装置外に排出される。

第二排水流路４７では、流入した原水の圧力により、流路２８、第一軟水槽３、中和槽バイパス流路４２、第二軟水槽５、第一供給流路３５内の高硬度水が押し流され、排水流路５４へと流入する。排水流路５４へ流入した高硬度水は、排水口１３から装置外に排出される。

このようにして、再生流路洗浄工程により、再生工程後の主な高硬度水の残留箇所である第一排水流路４６及び第二排水流路４７内の高硬度水を、中和槽への流通を抑制しつつ原水に置換可能である。したがって、再生流路洗浄工程において、中和槽内の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４への水素イオンの吸着を抑制可能なため、充填された水酸化物イオンの消費を抑制でき、中和性能を保つことができる。したがって、高硬度水を原因とする軟水化性能の低下を抑制できる。

なお、制御部１５は、第二排水流路４７を流通する原水の流量が第一排水流路４６を流通する原水の流量よりも大きくなるように、各流路に原水を供給する。

これにより、軟水化工程時に使用される軟水槽を含む流路であり、流路内の高硬度水の排水が必須な流路である第二排水流路４７内の高硬度水を優先的に原水に置換することができる。したがって、軟水化工程を開始した際の高硬度水を原因とする軟水化性能の低下を抑制できる。また、軟水化工程時には利用しない流路であり、高硬度水が残存していても軟水化工程への影響が少ない流路である第一排水流路４６からの排水量を低減できるため、無駄な排水を防ぐことができ、再生流路洗浄工程に要する水量を抑制できる。

また、これにより、高硬度水は中和槽を含まない流路によって装置外へ排水される。つまり、軟水槽再生循環流路３９に貯留した高硬度水中の硬度成分を中和槽内の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４への吸着を抑制して排水することができるため、再生工程の際に発生する高硬度水に起因して生じる軟水化性能の低下を防ぎ、軟水化性能を維持できる。

そして、軟水化装置１では、制御部１５で特定された時間帯になった場合、もしくは再生流路洗浄工程が一定時間（例えば１分）を超えた場合、あるいは再生流路洗浄工程での通水量が一定値を超えた場合に再生流路洗浄工程を終了し、電解槽洗浄工程を実行する。

なお、再生流路洗浄工程中に利用者が軟水を得たい場合には、軟水化装置１と接続された蛇口（不図示）等を開放することにより、原水が流入口２からバイパス流路５３を通り、取水口７から流出するため、再生流路洗浄工程の終了を待たずとも、原水を利用することができる。

（電解槽洗浄工程）
次に、軟水化装置１の電解槽洗浄工程時の動作について、図５及び図７の「電解槽洗浄時」の欄を参照して順に説明する。

再生工程において、電解槽９が動作していると、陰極には水中の硬度成分（カルシウムイオンあるいはマグネシウムイオン）が固体（スケール）として析出する。陰極へ析出した析出物は不導体であるため、電解槽９の運転電圧を上昇させ、再生工程時の消費電力を上昇させてしまう。そこで、陰極に析出した析出物を除去する電解槽洗浄工程を行う必要がある。

電解槽洗浄工程において、開閉弁１８～開閉弁２２を開放し、開閉弁２３を閉止する。また、流路切り替えバルブ２４は流路２８から流路２９へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２５は軟水槽バイパス流路４４へと送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２６は第一供給流路３５へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２７は第二供給流路３６へ送水可能な接続状態とする。つまり、第一軟水槽３と電解槽９とが連通接続する状態、電解槽９と排水口１３とが連通接続する状態、電解槽９と捕捉部排水口１４とが連通接続する状態とする。これにより、図５に示すように、第一排水流路４６及び第三排水流路５０がそれぞれ形成される。

電解槽洗浄工程において、具体的には、開閉弁１９を開放することにより、外部から原水が第一排水流路４６及び第三排水流路５０に流入する。

第一排水流路４６では、流入した原水は、流路２８、第一回収流路３７、第一送水ポンプ１１を流通し、電解槽９に流入する。

一方、第三排水流路５０では、流入した原水は、流路２８、第一軟水槽３、第二回収流路３８、第二送水ポンプ１２を流通し、電解槽９に流入する。

電解槽洗浄工程では、制御部１５は、陽極に対して陰極が高電位となるように通電する（逆電解）。そのため、電解槽９は、電解槽内に流入した原水を電気分解し、陽極付近ではアルカリ性電解水を生成し、陰極付近では酸性電解水を生成する。

この際、陰極で生成された酸性電解水により、陰極に析出した析出物を溶解させることができる。したがって、電極４１表面への析出物の付着を原因とした電解性能の低下を抑制できる。

陽極で生成されたアルカリ性電解水は、第一供給流路３５を流通して排水流路５４に流入し、排水口１３から装置外に排出される。

一方、陰極で生成された酸性電解水は、陰極に析出した析出物を溶解し、第二供給流路３６を流通して捕捉部１０に流入する。捕捉部１０に流入した酸性電解水は、捕捉部１０に固着した析出物を溶解させることができ、捕捉部１０を予備的に洗浄できる。したがって、次の工程である捕捉部洗浄工程に要する時間を短縮することができる。そして酸性電解水は、捕捉部１０の下部に設けられた捕捉部排水口１４から装置外に排出される。

つまり、電解槽洗浄工程では、電解槽９内の析出物の除去と捕捉部１０内の析出物の除去を同時に行うことができ、再生工程終了から軟水化工程開始までに要する時間を短縮することができる。

そして、軟水化装置１では、制御部１５で特定された時間帯になった場合もしくは電解槽洗浄工程が一定時間（例えば５分）を超えた場合に電解槽洗浄工程を終了し、捕捉部洗浄工程を実行する。

なお、第三排水流路５０において、原水が第一軟水槽３を通過するため、酸性になった水が捕捉部１０を通過する。そのため、捕捉部１０が酸性下になり、捕捉部１０に固着した析出物が酸性水により溶解する。したがって、捕捉部１０を予備的に洗浄できるため、次の工程である捕捉部洗浄工程に要する時間を短縮することができる。つまり、電解槽９内の析出物の除去と捕捉部１０内の析出物の除去を同時に行うことができ、再生工程終了から軟水化工程開始までに要する時間を短縮することができる。

なお、電解槽洗浄工程中に利用者が軟水を得たい場合には、軟水化装置１と接続された蛇口（不図示）等を開放することにより、原水が流入口２からバイパス流路５３を通り、取水口７から流出するため、電解槽洗浄工程の終了を待たずとも、原水を利用することができる。

（捕捉部洗浄工程）
次に、軟水化装置１の捕捉部洗浄工程時の動作について、図６及び図７の「捕捉部洗浄時」の欄を参照して順に説明する。

再生工程において、電解槽９には第一軟水槽３及び第二軟水槽５から放出された硬度成分を含む高硬度水が流入する。硬度成分は、電気分解の際に陰極側へと移動し、陰極で生成される水酸化物イオンと反応し、析出物となる。析出した析出物の一部は、電解槽９から放出されるアルカリ性電解水に含まれ、第二供給流路３６を流通し、捕捉部１０によって捕捉される。したがって、再生工程中の捕捉部１０には、析出物が徐々に堆積するため、捕捉部１０を原因とした圧力損失が徐々に増大し、中和槽再生循環流路４０を流通するアルカリ性電解水の流量が徐々に低下する。したがって、析出物を放置すると、第一中和槽４及び第二中和槽６の弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生に要する時間が延び、最終的には弱塩基性陰イオン交換樹脂３４への水酸化物イオンの充填が完了しなくなる恐れがある。そのため、捕捉部１０に固着あるいは析出した析出物を除去する捕捉部洗浄工程を行う必要がある。

捕捉部洗浄工程において、開閉弁１８、開閉弁１９、開閉弁２２、及び開閉弁２３を開放し、開閉弁２０及び開閉弁２１を閉止する。また、流路切り替えバルブ２４は流路２８から流路２９へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２５は流路２９から流路３０へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２６は流路３０から流路３１へ送水可能な接続状態とし、流路切り替えバルブ２７は流路３１から第二供給流路３６へ送水可能な接続状態とする。つまり、第一軟水槽３と第一中和槽４とが連通接続する状態、第一中和槽４と第二軟水槽５とが連通接続する状態、第二軟水槽５と第二中和槽６とが連通接続する状態、第二中和槽６と捕捉部排水口１４とが連通接続する状態とする。これにより、図６に示すように、第四排水流路５２が形成される。

捕捉部洗浄工程において、具体的には、開閉弁１９を開放することにより、外部から原水が流路２８に流入する。流入した原水は、流路２８、第一軟水槽３、流路２９、第一中和槽４、流路３０、第二軟水槽５、流路３１、第二中和槽６、第二供給流路３６を流通し、捕捉部１０に流入する。

捕捉部１０では、再生工程の通水方向とは反対側から中性軟水が流入する。つまり、流入した中性軟水により、捕捉部１０の逆洗浄が行われる。この時、電解槽洗浄工程によって捕捉部１０に固着あるいは析出した析出物の一部が予め溶解しているため、中性軟水による捕捉部１０の洗浄を容易に行うことができる。析出物を含む中性軟水は、捕捉部１０の下部に設けられた捕捉部排水口１４から装置外に排出される。

このようにして、捕捉部１０を逆洗浄することができるため、捕捉部１０に残留する析出物を除去できる。したがって、捕捉部１０の閉塞を抑制でき、再び再生工程を行う際に、捕捉部１０に起因する圧力損失を低減できる。その結果、捕捉部１０を含む再生流路である中和槽再生循環流路４０の流量低減を抑制でき、アルカリ性電解水の流量を担保できるため、再生性能を確保できる。

そして、軟水化装置１では、制御部１５で特定された時間帯になった場合もしくは捕捉部洗浄工程が一定時間（例えば５分）を超えた場合に捕捉部洗浄工程を終了し、軟水化工程を実行する。

なお、流入口２から第二中和槽６までの流路は、軟水化工程時の流路と同様の流路である。つまり、第四排水流路５２を使用することにより、軟水化工程における最後段の中和槽である第二中和槽６は軟水化された水で充填された状態となる。したがって、第四排水流路５２を用いて捕捉部洗浄工程を行った後に軟水化工程を行うことにより、軟水化装置１の利用者は、軟水化工程開始直後から軟水化処理され硬度の低減した軟水を取水口７から得ることができる。

なお、捕捉部洗浄工程中に利用者が軟水を得たい場合には、軟水化装置１と接続された蛇口（不図示）等を開放することにより、原水が流入口２からバイパス流路５３を通り、取水口７から流出するため、捕捉部洗浄工程の終了を待たずとも、原水を利用することができる。

以上のようにして、軟水化装置１では、軟水化工程、再生工程、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程がこの順で繰り返し実行される。軟水化工程の直前に捕捉部洗浄工程を実施することで、軟水化工程における最後段の中和槽は、軟水化された水で充填された状態になる。したがって、軟水化装置１の利用者が蛇口を開けた際に、取水口７からの高硬度水の排出を抑制でき、軟水化工程開始直後から硬度の安定した軟水を提供することができる。

また、再生流路洗浄工程を行ってから電解槽洗浄工程を行うことにより、電解槽洗浄工程での転極時には、高硬度水が既に装置外に排水されており、高硬度水を電解する可能性を抑制できる。したがって、硬度の高い水の電解を抑制でき、転極時にアルカリ性電解水が送水される流路における多量のスケール発生を抑制できる。

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。

（１）軟水化装置１は、硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂３３により軟水化して酸性軟水を生成する軟水槽と、軟水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３４により中和して中和軟水を生成する中和槽と、弱酸性陽イオン交換樹脂３３及び／又は弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生を行う工程である再生工程を制御する制御部１５と、を備える。制御部１５は、原水の硬度と軟水槽に通水された原水の水量と軟水槽の通水後の水の硬度とから軟水槽への硬度成分吸着量を特定する吸着量特定部５５を備え、再生工程時に、吸着量特定部５５が特定した硬度成分吸着量に基づいて、再生工程の実行を制御し、硬度成分吸着量が基準値以上の場合には、再生工程を継続し、硬度成分吸着量が基準値未満となった場合には、再生工程を終了する。

こうした構成によれば、弱酸性陽イオン交換樹脂３３に吸着した硬度成分と酸性電解水中の水素イオンの交換反応効率が低下する再生終期において、再生工程を終了させることができる。したがって、再生工程の長期化を抑制することができ、再生時間の短縮が可能となる。

（２）軟水化装置１は、弱酸性陽イオン交換樹脂３３の再生に供される酸性電解水と弱塩基性陰イオン交換樹脂３４の再生に供されるアルカリ性電解水とを生成する電解槽９を備える。基準値は、再生工程時に、軟水槽に吸着した硬度成分と酸性電解水中の水素イオンとの交換反応効率が、少なくとも７０％以上となる値である。

こうした構成によれば、交換反応効率が７０％未満となった場合には、再生工程を終了することができる。つまり、硬度成分と水素イオンの反応性が高い領域でのみ再生工程を実行することができ、反応性の低い領域においては弱酸性陽イオン交換樹脂３３の再生を行わないため、再生時間の短縮が可能となる。

（３）軟水化装置１では、軟水槽に流入する酸性電解水のイオン濃度を測定する第一イオン濃度測定部５６と軟水槽を流出した酸性電解水のイオン濃度を測定する第二イオン濃度測定部５７を備える。制御部１５は、第一イオン濃度測定部５６が測定した第一イオン濃度情報と第二イオン濃度測定部５７が測定した第二イオン濃度情報を記憶する記憶部５８と、第一イオン濃度情報と第二イオン濃度情報との差分を算出する算出部５９を備え、算出部５９の算出結果に基づいて、交換反応効率を特定する。

こうした構成によれば、軟水槽前後において酸性電解水のイオン濃度を測定し、測定したイオン濃度の実測値をもとにしてイオン濃度情報をモニタリングし、リアルタイムでの交換反応効率を算出することが可能である。

（４）軟水化装置１では、算出部５９は、所定の基準時間における第一イオン濃度情報と第二イオン濃度情報との差分である差分イオン濃度値を算出する。そして制御部１５は、差分イオン濃度値に基づいて算出される交換反応効率が第二基準値以上の場合には、再生工程を継続し、交換反応効率が第二基準値以下の場合には、再生工程を終了する。
これにより、硬度成分と水素イオンの交換反応効率が低下したタイミングをリアルタイムで把握した上で、再生工程の継続と終了を制御することが可能である。したがって、再生時間が長くなる要因である、交換反応効率の低い期間における再生工程の実施を避けることが可能である。

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。

本実施の形態１に係る軟水化装置１では、再生工程終了後に、再生流路洗浄工程、電解槽洗浄工程、捕捉部洗浄工程の順に実行するようにしたが、これに限らない。例えば、電解槽洗浄工程を行ってから再生流路洗浄工程を行ってもよく、軟水化工程の前工程に捕捉部洗浄工程が実行されればよい。このような順番で装置内の洗浄を行っても、電解槽９及び捕捉部の析出物を除去でき、軟水化工程直前の第二中和槽６内に軟水を充填することができる。

本実施の形態１において、再生工程中に、硬度成分吸着量が基準値未満となった場合には再生工程を終了するようにしたが、これに限られない。軟水化装置１の使用状況に応じては、弱酸性陽イオン交換樹脂３３のイオン吸着能が低下したり、算出した硬度吸着量と実際の硬度吸着量とにズレが生じたりすることにより、測定により算出した交換反応効率と、実際の交換反応効率に誤差が生じる可能性がある。ズレが生じたまま再生工程を実施すると、交換反応効率が低下する領域においても再生工程を実行してしまう可能性や、実際には高い交換反応効率で樹脂の再生が行われているにも関わらず再生工程を終了してしまう可能性がある。したがって、再生工程を含む一連の軟水化装置１の運転を実施する中で、弱酸性陽イオン交換樹脂３３の追加再生を実施する再生工程を組み込んでもよい。具体的には、硬度成分吸着量が基準値未満になった場合においても、ｎ回中ｍ回（ｎは２以上の整数、ｍは１以上の整数、ｎ＞ｍ）は、再生工程を継続する制御を実施し、追加再生を実行する。例えば、５回の再生工程中に１回は樹脂の完全再生を実施するようにしてもよい。なお、追加再生とは、弱酸性陽イオン交換樹脂３３に吸着する硬度成分吸着量が、略０％となるまで運転を行う再生工程のことである。これにより、軟水化装置１を長期間にわたって使用し、弱酸性陽イオン交換樹脂３３が劣化しイオン交換能が低下した場合においても、再生により弱酸性陽イオン交換樹脂３３に吸着する硬度成分吸着量を減少させることができ、硬度吸着量や交換反応効率の算出に誤差が生じる可能性を低減できる。

本発明に係る軟水化装置は、使用場所設置型浄水装置（ＰＯＵ：Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｕｓｅ）あるいは建物入口設置型浄水装置（ＰＯＥ: Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｅｎｔｒｙ）に適用することが可能である。

１ 軟水化装置
２ 流入口
３ 第一軟水槽
４ 第一中和槽
５ 第二軟水槽
６ 第二中和槽
７ 取水口
８ 再生装置
９ 電解槽
１０ 捕捉部
１１ 第一送水ポンプ
１２ 第二送水ポンプ
１３ 排水口
１４ 捕捉部排水口
１５ 制御部
１８、１９、２０、２１、２２、２３ 開閉弁
２４、２５、２６、２７ 流路切り替えバルブ
２８、２９、３０、３１、３２ 流路
３３ 弱酸性陽イオン交換樹脂
３４ 弱塩基性陰イオン交換樹脂
３５ 第一供給流路
３６ 第二供給流路
３７ 第一回収流路
３８ 第二回収流路
３９ 軟水槽再生循環流路
４０ 中和槽再生循環流路
４１ 電極
４１ａ 電極
４１ｂ 電極
４２ 中和槽バイパス流路
４３ 軟水化流路
４４ 軟水槽バイパス流路
４５ 再生流路洗浄流路
４６ 第一排水流路
４７ 第二排水流路
４９ 電解槽洗浄流路
５０ 第三排水流路
５１ 捕捉部洗浄流路
５２ 第四排水流路
５３ バイパス流路
５４ 排水流路
５５ 吸着量特定部
５６ 第一イオン濃度測定部
５７ 第二イオン濃度測定部
５８ 記憶部
５９ 算出部
６０ 原水硬度測定部
６１ 軟水硬度測定部
６２ 流量測定部

Claims (5)

1. 硬度成分を含む原水を弱酸性陽イオン交換樹脂により軟水化して酸性軟水を生成する軟水槽と、
   前記軟水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して中和軟水を生成する中和槽と、
   前記弱酸性陽イオン交換樹脂及び／又は前記弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生を行う工程である再生工程を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記原水の硬度と前記軟水槽に通水された前記原水の水量と前記軟水槽の通水後の水の硬度とから前記軟水槽への硬度成分吸着量を特定する吸着量特定部を備え、
   前記再生工程時に、
   前記吸着量特定部が特定した前記硬度成分吸着量に基づいて、前記再生工程の実行を制御し、
   前記硬度成分吸着量が基準値以上の場合には、前記再生工程を継続し、
   前記硬度成分吸着量が基準値未満となった場合には、前記再生工程を終了する軟水化装置。
2. 前記弱酸性陽イオン交換樹脂の再生に供される酸性電解水と前記弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生に供されるアルカリ性電解水とを生成する電解槽を備え、
   前記基準値は、
   前記再生工程時に、前記軟水槽に吸着した前記硬度成分と前記酸性電解水中の水素イオンとの交換反応効率が、少なくとも７０％以上となる値である請求項１に記載の軟水化装置。
3. 前記軟水槽に流入する酸性電解水のイオン濃度を測定する第一イオン濃度測定部と、
   前記軟水槽を流出した酸性電解水のイオン濃度を測定する第二イオン濃度測定部を備え、
   前記制御部は、
   前記第一イオン濃度測定部が測定した第一イオン濃度情報及び前記第二イオン濃度測定部が測定した第二イオン濃度情報を記憶する記憶部と、
   前期第一イオン濃度情報と前記第二イオン濃度情報との差分を算出する算出部を備え、
   前記算出部の算出結果に基づいて、前記交換反応効率を特定する請求項２に記載の軟水化装置。
4. 前記算出部は、
   所定の基準時間における前記第一イオン濃度情報と前記第二イオン濃度情報との差分である差分イオン濃度値を算出し、
   前記制御部は、
   前記差分イオン濃度値に基づいて算出される前記交換反応効率が第二基準値以上の場合には、前記再生工程を継続し、
   前記差分イオン濃度値に基づいて算出される前記交換反応効率が前記第二基準値以下の場合には、前記再生工程を終了する請求項３に記載の軟水化装置。
5. 前記制御部は、
   前記再生工程を複数回実行する場合において、
   前記硬度成分吸着量が基準値未満となった場合であっても、ｎ回中ｍ回は、前記再生工程を継続する請求項１から３のいずれか一項に記載の軟水化装置（ｎは２以上の整数、ｍは１以上の整数、ｎ＞ｍ）。

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