WO2021235128A1 - 軟水化装置 - Google Patents

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宣義 植屋
真衣 齊藤
康成 前田
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a water softening device.
  • a water softening device that softens water using electrolysis can be considered.
  • a water softening device using electrolysis it is desirable to lower the hardness of the soft water finally produced.
  • an object of the present invention is to provide a water softening device capable of lowering the hardness of soft water in solving the above problems.
  • the water softening device of the present invention is an electrolysis device that produces alkaline water and acidic water by electrolysis, and a circulation flow path connected to the electrolysis device, wherein the electrolysis device is connected to the electrolysis device.
  • the first circulation flow path and the second circulation flow path capable of alternately passing alkaline water and acidic water generated by the electrolyzer, the first sensor for detecting the parameters of the water flowing through the first circulation flow path, and the above.
  • a second sensor for detecting parameters of water flowing through the second circulation flow path and a control unit are provided, and the control unit passes alkaline water through the first circulation flow path and the second circulation flow path.
  • the electricity so as to execute a first mode in which acidic water is passed through the water and a second mode in which acidic water is passed through the first circulation flow path and alkaline water is passed through the second circulation flow path.
  • the disassembly device is controlled, and in the first mode and the second mode, the electrolysis of the electrolysis device is controlled to be stopped based on the detection value of the first sensor or the second sensor.
  • the hardness of soft water can be further lowered.
  • FIG. 1 Schematic diagram of the water softening device in the embodiment Flow chart when the water softening device shown in FIG. 1 executes the first mode.
  • the figure which shows the water flow of the 1st raw water injection mode in the 1st mode The figure which shows the flow of the water of the 1st crystallization processing mode in the 1st mode.
  • the figure which shows the flow of the water of the 1st pipe cleaning mode in 1st mode The figure which shows the flow of the water of the 1st electrolytic tank cleaning mode in 1st mode.
  • the figure which shows the water flow of the 2nd raw water injection mode in the 2nd mode The figure which shows the flow of the water of the 2nd crystallization processing mode in the 2nd mode.
  • FIG. 1 is a schematic view of the water softening device 2 in the embodiment.
  • the water softening device 2 is a device for removing metal ions as a hardness component from water by utilizing electrolysis.
  • the metal ions here are calcium ions (Ca 2+ ) and magnesium ions (Mg 2+ ).
  • the water softening device 2 in the embodiment is a water softening device for producing soft water by removing metal ions from hard water and separating them to reduce the concentration (hardness) of metal ions in hard water to a predetermined concentration or less. be.
  • the definition of hard water and soft water for example, the definition of WHO may be used. That is, a hardness of less than 120 mg / L may be defined as soft water, and a hardness of 120 mg / L or more may be defined as hard water.
  • the water softening device 2 shown in FIG. 1 includes raw water channels 4A and 4B, batch processing tanks 6A and 6B, circulation channels 8A and 8B, a pump 10, an electrolyzer 12, and pH sensors 14A and 14B. , A separation device 16, an intermediate tank 18, a water storage tank 20, and a control unit 21.
  • the water softening device 2 further includes, as various valves, valves 22A and 22B, valves 24, valves 26, valves 28A and 28B, valves 30, and valves 32.
  • the raw water channels 4A and 4B are channels for supplying raw water to the batch processing tanks 6A and 6B, respectively.
  • Raw water is, for example, hard water.
  • the raw water channels 4A and 4B are connected to a water source (not shown) on the upstream side and connected to batch processing tanks 6A and 6B on the downstream side.
  • Valves 22A and 22B are provided in the raw water channels 4A and 4B, respectively. By opening and closing the valves 22A and 22B, water flow / stoppage from the raw water flow paths 4A and 4B to the batch processing tanks 6A and 6B is controlled, respectively.
  • Batch processing tanks 6A and 6B are tanks for storing water for batch processing, respectively.
  • Float sensors (not shown) are provided in the batch processing tanks 6A and 6B, respectively, and the amount of stored water can be detected respectively.
  • Circulation channels 8A and 8B are connected to the batch processing tanks 6A and 6B, respectively.
  • the circulation channels 8A and 8B are two circulation channels connected to the batch processing tanks 6A and 6B.
  • the circulation flow paths 8A and 8B extend downstream from the batch processing tanks 6A and 6B, respectively, and merge at a point connected to the valve 24 to form one flow path.
  • the circulation flow paths 8A and 8B, which are one flow path, are connected to the electric separation device 12 via the pump 10 and the valve 26.
  • Water flow / stop from the batch processing tanks 6A and 6B to the electrolyzer 12 is controlled by opening and closing the valve 24 and the valve 26. Water is passed from the batch processing tanks 6A and 6B to the downstream side by driving the pump 10 provided between the valve 24 and the valve 26.
  • the electrolyzer 12 is a device that produces alkaline water and acidic water by electrolyzing water supplied through the circulation channels 8A and 8B.
  • the electrolyzer 12 includes a + electrode (electrode) and a-electrode (cathode), and a diaphragm provided between the + electrodes (cathode), and electrolyzes water by applying a voltage between the + electrode and the-electrode. To generate alkaline water and acidic water.
  • Circulation channels 8A and 8B are connected as two channels on the downstream side of the electrolyzer 12.
  • the circulation channels 8A and 8B connected to the downstream side from the electrolyzer 12 can alternately pass alkaline water and acidic water generated by the electrolyzer 12, respectively.
  • the circulation flow path 8A passes alkaline water
  • the circulation flow path 8B passes acidic water
  • the circulation flow path 8B passes alkaline water
  • the circulation flow path 8A connected to the downstream side from the electrolyzer 12 is provided with a valve 28A and a pH sensor 14A in the middle thereof, and is also connected to the batch processing tank 6A.
  • the circulation flow path 8B connected to the downstream side from the electrolyzer 12 is provided with a valve 28B and a pH sensor 14B in the middle thereof, and is also connected to the batch processing tank 6B.
  • the circulation channels 8A and 8B having the above-described configuration constitute circulation channels returning from the batch processing tanks 6A and 6B to the batch processing tanks 6A and 6B via the electrolyzer 12 respectively.
  • the circulation flow paths 8A and 8B of the present embodiment merge at points from the valve 24 to the electrolyzer 12 to form one flow path.
  • the device configuration of the water softening device 2 can be simplified, for example, only one pump 10 is required.
  • the pH sensors 14A and 14B are sensors for detecting the pH value as a parameter of the water flowing through the circulation channels 8A and 8B, respectively.
  • the pH values detected by the pH sensors 14A and 14B are used as parameters for determining the continuation / stop of electrolysis by the electrolysis apparatus 12, as will be described later. Details will be described later.
  • the flow path 34 is connected to the valve 26 provided at the location where the circulation flow paths 8A and 8B merge to form one flow path.
  • the flow path 34 is connected to the separation device 16.
  • the separation device 16 is a device that separates crystals of metal components from water supplied from the flow path 34.
  • the separation device 16 of the embodiment is a cyclone type separation device that separates solids such as crystals contained in water by centrifugation.
  • the separation device 16 is connected to the flow path 36 and the flow path 38 as two flow paths.
  • the flow path 36 is a flow path through which water from which crystals have been separated by the separation device 16 passes.
  • the flow path 38 is a drainage flow path through which drainage containing crystals separated by the separation device 16 passes, and extends outside the system of the water softening device 2.
  • the flow path 36 through which the water separated from the crystals passes is connected to the valve 30.
  • a flow path 40 and a flow path 41 are connected to the valve 30.
  • the flow path 40 is a flow path connected to the intermediate tank 18.
  • the intermediate tank 18 is a tank for temporarily storing the water passed through the flow path 40. By opening and closing the valve 30, water flow / stoppage from the separation device 16 to the intermediate tank 18 via the flow paths 36 and 40 is controlled.
  • the flow path 41 is a bypass flow path for connecting between the batch processing tanks 6A and 6B and the intermediate tank 18 without passing through the electrolyzer 12 and the separation device 16.
  • Two flow paths 41A and 41B are connected to the flow path 41, and the flow paths 41A and 41B are connected to the above-mentioned valves 28A and 28B, respectively.
  • a CO 2 supply line 42 is connected to the intermediate tank 18.
  • the CO 2 supply line 42 is a pipe for supplying CO 2 gas to the water stored in the intermediate tank 18.
  • a valve 32 is provided in the middle of the CO 2 supply line 42, and the supply / stop of CO 2 gas is controlled by opening and closing the valve 32.
  • a flow path 44 is further connected to the intermediate tank 18.
  • the flow path 44 is connected to the water storage tank 20.
  • the water storage tank 20 is a tank for storing treated water that has been softened.
  • the treated water stored in the water storage tank 20, that is, soft water can be supplied to a faucet or the like and used by an end user.
  • the water storage tank 20 is provided with a pressure sensor (not shown).
  • the amount of water stored in the water storage tank 20 can be detected by detecting the decrease in pressure due to the consumption of the treated water with the pressure sensor.
  • the control unit 21 is a member that controls each component of the water softening device 2 described above.
  • the control unit 21 is electrically connected to each component of the water softening device 2, and is used for opening / closing control of each valve, ON / OFF control of the pump 10, ON / OFF control of the electrolysis device 12, and separation device 16. Execute ON / OFF control and the like.
  • the control unit 21 is composed of, for example, a microcomputer including a processor and a memory for storing a computer program executed by the processor.
  • the control unit 21 of the present embodiment operates the water softening device 2 in each of the first mode and the second mode as two operation modes.
  • FIG. 2 is a flowchart when the first mode is executed by using the water softening device 2.
  • 3 to 8 are schematic views showing the flow of water and the like when the first mode is executed according to the flowchart shown in FIG.
  • the control unit 21 first executes the first raw water injection mode (S1-1).
  • the first raw water injection mode is a mode in which hard water, which is raw water, is injected into the softening device 2 when the operation of the softening device 2 is started.
  • the control unit 21 controls so as to generate the flow as shown in FIG.
  • the flow of water is represented by an arrow, and it is assumed that the flow of water does not occur in the flow path without the arrow.
  • the open state of the valve is indicated by a hatch display, and the closed state of the valve is indicated by painting it in black.
  • the control unit 21 opens the valve 22A so that the raw water passes through the raw water flow path 4A. By passing the raw water through the raw water flow path 4A, the raw water is passed through the raw water flow path 4A to the batch processing tank 6A and stored in the batch processing tank 6A. At this time, the control unit 21 controls to close the valve 22B.
  • control unit 21 closes the valve 22A and executes the first crystallization processing mode (step S2-1).
  • FIG. 4 shows the first crystallization processing mode.
  • the control unit 21 controls to supply the raw water stored in the batch processing tank 6A to the electrolyzer 12. Specifically, while driving the pump 10, the valve 24 is opened to allow water to flow from the batch processing tank 6A to the circulation flow path 8A, and the valve 26 is opened to allow water to flow to the electrolyzer 12. At this time, the control unit 21 controls the opening and closing of the valve 24 so as to stop water from the batch processing tank 6B to the downstream side.
  • the control unit 21 further drives the electrolyzer 12 to electrolyze the raw water supplied from the batch processing tank 6A to generate alkaline water and acidic water.
  • the alkaline water is passed through the circulation flow path 8A, and the acidic water is passed through the circulation flow path 8B.
  • the disassembly device 12 is controlled.
  • the control unit 21 controls the opening and closing of the valve 28A so as to return the alkaline water flowing through the circulation flow path 8A to the batch processing tank 6A, and returns the acidic water flowing through the circulation flow path 8B to the batch processing tank 6B. Controls the opening and closing of the valve 28B. This causes the flow of arrows as shown in FIG.
  • metal ions such as Ca 2+ and Mg 2+ contained in the raw water are electrophoresed from the anode (acidic water) to the cathode (alkaline water) via the diaphragm by electrolysis, so that the hardness of the acidic water decreases. do.
  • the hardness in the water decreases due to the reaction of the following formulas 1 to 3.
  • OH contained in alkaline water - HCO is water 3 -
  • (bicarbonate ions) cause CO 3 2- and (carbonate ions) generates the water.
  • CO 3 2- produced by the reaction of the formula 1 reacts with Ca 2+ as in the formula 2 to generate insoluble CaCO 3 (calcium carbonate).
  • Mg 2+ reacts with OH ⁇ contained in alkaline water to produce insoluble Mg (OH) 2 (magnesium hydroxide).
  • CaCO 3 and Mg (OH) 2 crystallize and precipitate, the concentration of metal ions in the alkaline water also decreases, so that the hardness of the alkaline water also decreases. As a result, the hardness of both acidic and alkaline water is reduced.
  • the control unit 21 ends the first crystallization treatment mode at a predetermined timing, and executes the next first acid water supply mode (step S3-1).
  • the timing for ending the first crystallization treatment mode is determined based on the pH value of alkaline water detected by the pH sensor 14A. Details will be described later.
  • FIG. 5 shows the first acidic water feeding mode.
  • the control unit 21 controls to supply the acidic water stored in the batch processing tank 6B to the intermediate tank 18 via the separation device 16. Specifically, while driving the pump 10, the valve 24 is opened so that water flows from the batch processing tank 6B to the circulation flow path 8B, and the valve 26 is opened so that water flows from the circulation flow path 8B to the flow path 34. ..
  • the control unit 21 does not operate the separation device 16 but allows the acidic water that reaches the separation device 16 to pass through as it is and passes through the flow path 36.
  • the control unit 21 further opens the valve 30 so that the acidic water passed through the flow path 36 is passed through the flow path 40. As a result, acidic water is passed through the intermediate tank 18 through the flow path 40.
  • the control unit 21 of the present embodiment continues the first acidic water supply mode until the acidic water in the batch processing tank 6B is reduced to a predetermined amount (for example, 2 L).
  • a predetermined amount for example, 2 L.
  • the control unit 21 stops the first acidic water supply mode and executes the next first alkaline water supply mode (S4-1).
  • FIG. 6 shows a first alkaline water supply mode.
  • the control unit 21 controls to supply the alkaline water stored in the batch processing tank 6A to the intermediate tank 18 via the separation device 16.
  • the operation of the separation device 16 was stopped, whereas in the first alkaline water supply mode, the separation device 16 is operated to separate the crystals from the alkaline water.
  • valve 24 As shown in FIG. 6, while driving the pump 10, the valve 24 is opened so that water flows from the batch processing tank 6A to the circulation flow path 8A, and the valve 26 allows water to flow from the circulation flow path 8A to the flow path 34. open.
  • the control unit 21 operates the separation device 16 to separate the crystals contained in the alkaline water by centrifugation.
  • the separation device 16 passes the alkaline water from which the crystals have been separated to the flow path 36, and the drainage containing the crystals to the flow path 38 to drain the water.
  • the alkaline water after crystal separation passed through the flow path 36 is passed through the flow path 40 to the intermediate tank 18. Since acidic water is already stored in the intermediate tank 18, alkaline water and acidic water are mixed in the intermediate tank 18. The mixed water of alkaline water and acidic water is neutralized, and the pH value becomes a value near neutral. Since the hardness of both alkaline water and acidic water is low as described above, the hardness of the mixed water is also low. As a result, the mixed water stored in the intermediate tank 18 is produced as soft water having a pH value near neutral and having a low hardness.
  • the alkaline water supplied to the intermediate tank 18 may contain crystals of CaCO 3 that could not be separated by the separation device 16.
  • Control unit 21 as needed, by controlling the opening and closing of the valve 32 so as to supply the CO 2 from the CO 2 supply line 42, and supplies the CO 2 to the intermediate tank 18. This promotes the reaction of the following formula 4.
  • Crystalline CaCO 3 reacts with CO 2 and H 2 O to give rise to soluble Ca (HCO 3 ) 2.
  • the reaction can dissolve the crystals in water and reduce the turbidity of the treated water.
  • the reaction formula is omitted for Mg 2+.
  • the control unit 21 of the present embodiment continues the first alkaline water supply mode until the amount of water stored in the batch processing tank 6A is exhausted. When the amount of water stored in the batch processing tank 6A is exhausted, the control unit 21 stops the first alkaline water supply mode and executes the next first pipe cleaning mode (S5-1).
  • FIG. 7 shows the first pipe cleaning mode.
  • the control unit 21 controls to return the acidic water remaining in the batch processing tank 6B to the batch processing tanks 6A and 6B via the separation device 16 and the bypass flow paths 41, 41A and 41B.
  • the valve 24 is opened so that water flows from the batch processing tank 6B to the circulation flow path 8B, and the valve 26 is opened so that water flows from the circulation flow path 8B to the flow path 34. ..
  • the control unit 21 does not operate the separation device 16, but allows the acidic water that reaches the separation device 16 to pass through as it is and passes through the flow path 36.
  • the control unit 21 further controls the opening and closing of the valve 30 so that the acidic water passed through the flow path 36 is passed through the flow path 41 and the flow paths 41A and 41B.
  • the control unit 21 further controls the opening and closing of the valves 28A and 28B so that the acidic water passed through the flow paths 41A and 41B is passed through the circulation flow paths 8A and 8B to the batch processing tanks 6A and 6B.
  • the control unit 21 passes a predetermined amount (for example, 1 L) of acidic water from the batch processing tank 6B, the control unit 21 ends the first pipe cleaning mode and executes the next first electrolytic tank cleaning mode (S6-1).
  • FIG. 8 shows the first electrolytic tank cleaning mode.
  • the control unit 21 controls so that the acidic water remaining in the batch processing tank 6B is returned to the batch processing tanks 6A and 6B via the electrolyzer 12.
  • the valve 24 is opened so that water flows from the batch processing tank 6B to the circulation flow path 8B
  • the valve 26 is opened so that water flows from the circulation flow path 8B to the electrolyzer 12. open.
  • the control unit 21 does not operate the electrolysis device 12, but allows the acidic water reaching the electrolysis device 12 to pass through as it is without being electrolyzed, and passes through the circulation channels 8A and 8B.
  • the control unit 21 further controls the opening and closing of the valves 28A and 28B so that the acidic water coming out of the electrolyzer 12 passes through the circulation channels 8A and 8B to the batch processing tanks 6A and 6B.
  • the amount of acidic water stored in the batch processing tank 6A increases, and the amount of acidic water stored in the batch processing tank 6B decreases.
  • the control unit 21 passes a predetermined amount (for example, 1 L) of acidic water from the batch processing tank 6B, the control unit 21 ends the first electrolytic tank cleaning mode.
  • the acidic water remaining in the batch processing tanks 6A and 6B may be subsequently discarded.
  • Execution of the first mode is completed by executing steps S1-1 to S6-1 described above.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a method for determining continuation / stop of electrolysis of the electrolysis device 12.
  • the control unit 21 monitors the pH value of alkaline water based on the detection value periodically transmitted from the pH sensor 14A. As shown in FIG. 9, the control unit 21 determines whether or not the fluctuation value in the predetermined period is within the predetermined range with respect to the pH value of the alkaline water (S7: first determination).
  • the predetermined period is, for example, 1 minute, and the predetermined range is, for example, ⁇ 0.02 to 0.02.
  • the control unit 21 executes step S7 again.
  • the control unit 21 determines whether the increase value in the predetermined period is equal to or more than the predetermined value with respect to the pH value of the alkaline water. After that, it is determined whether or not (S8: second determination).
  • the predetermined period is, for example, 1 minute, and the predetermined value is, for example, 0.05.
  • step S8 when it is determined that the increase value in the predetermined period is not equal to or more than the predetermined value (NO in S8), the control unit 21 executes step S8 again.
  • the control unit 21 stops the electrolysis by the electrolysis device 12 (S9). By stopping the electrolysis, the first crystallization treatment mode (S2-1) is terminated, and the mode shifts to the first acidic water supply mode (S3-1).
  • FIG. 10 shows an example of experimental data related to the method for determining continuation / stop of electrolysis described with reference to FIG.
  • FIG. 10 is a graph showing the time transition of "alkaline pH” and "ion separation rate" when the first crystallization treatment mode is carried out under predetermined conditions.
  • the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents “alkaline pH” and "ion separation rate”.
  • Alkaline pH is a detected value of the pH sensor 14A and indicates the pH value of alkaline water (no unit).
  • the "ion separation rate” is the ratio obtained by dividing the hardness of acidic water after electrolysis by the hardness of raw water before electrolysis (unit:%).
  • the ion separation rate is an index showing the degree to which the hardness of raw water is reduced by electrolysis. The higher the ion separation rate, the lower the hardness of the acidic water.
  • the ion separation rate is calculated by detecting the hardness of raw water and acidic water using a hardness sensor (not shown).
  • control unit 21 of the present embodiment makes the above-mentioned first determination (S7) and second determination (S8). Run.
  • the steady state shown in the graph of FIG. 10 (the period from about 2 minutes to about 8 minutes later) ) Or not.
  • the second determination (S8) it is determined by the second determination (S8) whether or not the increase value of the alkali pH in the predetermined period is equal to or higher than the predetermined value. This makes it possible to determine whether or not the alkaline pH has risen again (after about 8 minutes) as shown in the graph of FIG.
  • the time point before the ion separation rate starts to decrease sharply by controlling the electrolysis device 12 to stop the electrolysis (S9).
  • the electrolysis can be stopped after (about 8 minutes).
  • the hardness of the acidic water generated by electrolysis can be maintained at a low value, and the hardness of the soft water finally produced by mixing the acidic water and the alkaline water can also be lowered. In this way, the hardness of the soft water can be reduced in the water softening device 2 that softens the water by utilizing electrolysis.
  • the water softening device 2 of the present embodiment replaces the batch processing tanks 6A and 6B and the circulation flow paths 8A and 8B used in the first mode. Then, the second mode as the same water softening treatment is executed. Specifically, after executing the first mode, the control unit 21 executes the second mode according to the flowchart shown in FIG.
  • the control unit 21 has a second raw water injection mode (S1-2), a second crystallization treatment mode (S2-2), and a second acidic water supply mode (S3-2).
  • the second alkaline water supply mode (S4-2), the second pipe cleaning mode (S5-2), and the second electrolytic tank cleaning mode (S6-2) are executed in this order.
  • FIGS. 12 to 17 The water flow in each mode of steps S1-2 to S6-2 is shown in FIGS. 12 to 17.
  • 12 shows a second raw water injection mode
  • FIG. 13 shows a second crystallization treatment mode
  • FIG. 14 shows a second acidic water feed mode
  • FIG. 15 shows a second alkaline water feed mode
  • FIG. 16 shows a second alkaline water feed mode.
  • the second pipe cleaning mode is shown
  • FIG. 17 shows the second electrolytic tank cleaning mode.
  • FIGS. 12 to 17 the flow of water is represented by an arrow as in FIGS. 3 to 8, and it is assumed that no water flow occurs in the flow path without an arrow.
  • the open state of the valve is indicated by a hatch display, and the closed state of the valve is indicated by painting it in black.
  • the second mode differs from the first mode only in that the batch processing tanks 6A and 6B and the circulation flow paths 8A and 8B are replaced.
  • the alkaline water stored in the batch processing tank 6B is supplied to the separation device 16 to separate the crystals, and the alkaline water after the crystal separation is separated. Is supplied to the intermediate tank 18 and mixed with acidic water.
  • the acidic water remaining in the batch processing tank 6A flows to the bypass flow paths 41, 41A, 41B via the separation device 16. Clean each pipe by doing so.
  • the acidic water remaining in the batch processing tank 6A is flowed to the electrolyzer 12 to clean the electrolyzer 12 and each pipe. ..
  • the control unit 21 executes the first determination (S7) and the second determination (S8) shown in FIG. 9 to electrolyze the electrolysis device 12.
  • Judge the continuation / stop of. Specifically, by executing the first determination (S7) and the second determination (S8) while monitoring the pH value of alkaline water based on the detection value of the pH sensor 14B provided in the circulation flow path 8B. It is determined whether the electrolysis of the electrolysis device 12 is continued / stopped. As a result, the electrolysis can be stopped before the ion separation rate drops sharply (after about 8 minutes) as shown in the graph of FIG. 10, and the hardness of the acidic water is maintained at a low value. , The hardness of the soft water finally produced can be lowered.
  • the control unit 21 alternately executes the first mode (S1-1 to S6-1) shown in FIG. 2 and the second mode (S1-2 to S6-2) shown in FIG. 11 to continue softening water. Manufacture.
  • the above-mentioned water softening device 2 includes circulation flow paths 8A and 8B, an electrolysis device 12, a pH sensor 14A, a pH sensor 14B, and a control unit 21.
  • the pH sensor 14A is a first sensor that detects a pH value as a parameter of water flowing through the circulation flow path 8A (first circulation flow path).
  • the pH sensor 14B is a second sensor that detects a pH value as a parameter of water flowing through the circulation flow path 8B (second circulation flow path).
  • the control unit 21 has a first mode in which alkaline water is passed through the circulation flow path 8A and acidic water is passed through the circulation flow path 8B, and acid water is passed through the circulation flow path 8A.
  • the electrolysis device 12 is controlled so as to execute the second mode in which alkaline water is passed through the circulation flow path 8B.
  • the control unit 21 further controls to stop the electrolysis of the electrolyzer 12 based on the detected value of the pH sensor 14A in the first mode, and further controls the electrolyzer based on the detected value of the pH sensor 14B in the second mode. 12 is controlled to stop the electrolysis.
  • the time point at which the "ion separation rate" starts to decrease sharply that is, the hardness of acidic water becomes It is possible to stop the electrolysis when it starts to rise. This makes it possible to reduce the hardness of the soft water finally produced.
  • the electrolysis of the electrolyzer 12 is controlled to be stopped based on the detected value of the pH sensor 14A
  • the electricity of the electrolyzer 12 is controlled based on the detected value of the pH sensor 14B. Disassembly is stopped. That is, the determination of continuation / stop of electrolysis in the first mode and the second mode is performed based on the parameters of alkaline water.
  • the pH sensor 14A is provided on the downstream side of the electrolyzer 12 and the upstream side of the batch processing tank 6A in the circulation flow path 8A.
  • the pH sensor 14B is provided on the downstream side of the electrolyzer 12 and the upstream side of the batch processing tank 6B in the circulation flow path 8B.
  • the pH values of both alkaline water and acidic water can be detected by the pH sensors 14A and 14B, so that the mixing ratio when mixing alkaline water and acidic water and the CO 2 supply line can be detected. It can be used as feedback when determining the amount of CO 2 supplied by 42.
  • the control unit 21 determines whether or not the fluctuation value of the detected values (alkaline water) of the pH sensors 14A and 14B within a predetermined period is within a predetermined range (S7). When it is determined that the fluctuation value is within the predetermined range (YES in S7), the control unit 21 subsequently determines whether or not the increase value of the detected values of the pH sensors 14A and 14B in the predetermined period is equal to or higher than the predetermined value. (S8). When it is determined that the increase value is equal to or greater than a predetermined value (YES in S8), the control unit 21 controls to stop the electrolysis of the electrolysis device 12 (S9).
  • the operation of stopping the electrolysis becomes possible at the time when the "ion separation rate" starts to decrease sharply, that is, when the hardness of the acidic water starts to increase, and the hardness of the soft water finally produced becomes possible. Can be made lower.
  • the water softening device 2 of the embodiment further includes a batch processing tank 6A (first batch processing tank) provided in the middle of the circulation flow path 8A and a batch processing tank 6B (second batch processing) provided in the middle of the circulation flow path 8B.
  • a tank) and a valve 24 are further provided.
  • the valve 24 controls water flow / stoppage from the batch processing tank 6A to the downstream side and water flow / stoppage from the batch processing tank 6B to the downstream side.
  • the control unit 21 controls the valve 24 so that water flows from the batch processing tank 6A to the downstream side in the first mode and the batch processing tank 6B stops the water, and in the second mode, the batch processing tank 6B controls the valve 24.
  • the valve 24 is controlled so that water is passed from the processing tank 6B to the downstream side and the batch processing tank 6A stops the water.
  • the circulation channels 8A and 8B merge at positions extending downstream from the batch processing tanks 6A and 6B, respectively, and are connected to the electrolysis device 12.
  • the device configuration of the water softening device 2 can be simplified.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various other embodiments.
  • a case where the pH sensors 14A and 14B are used to determine the continuation / stop of electrolysis based on the pH value of the alkaline water flowing through the circulation channels 8A and 8B has been described.
  • a sensor different from the pH sensor may be used to detect a parameter different from the pH value, and the continuation / stop of electrolysis may be determined based on the detected value.
  • Specific examples of other sensors include a conductivity sensor, a TDS sensor, a turbidity sensor, a chromaticity sensor, and a hardness sensor.
  • the conductivity sensor detects "conductivity” as a parameter of water
  • the TDS sensor detects “total dissolved solid mass”
  • the turbidity sensor detects “turbidity”
  • the chromaticity sensor detects “turbidity”. Is detected
  • the hardness sensor detects "hardness”. The time transition of each parameter at the time of electrolysis when these sensors are used is shown in FIGS. 18A to 18C.
  • FIG. 18A is a schematic diagram showing the time transition of the detected values of each parameter when a conductivity sensor or a TDS sensor is used.
  • the parameter detection values show the same time transition as when the pH sensors 14A and 14B are used (see FIG. 10). Specifically, the parameter rises with the start of electrolysis, enters a steady state, and then rises again. Since the timing of this re-rise corresponds to the timing when the hardness of the acidic water starts to rise, the first judgment (S7) and the second judgment (S8) similar to those in FIG. 9 are performed to determine whether to continue / stop the electrolysis. do it. Thereby, the same action / effect as that of the embodiment can be obtained.
  • FIG. 18B is a schematic diagram showing the time transition of the detected value of each parameter when the turbidity sensor or the chromaticity sensor is used.
  • the detected values of the parameters show different behaviors from the parameters when the pH sensors 14A and 14B, the conductivity sensor and the TDS sensor are used. Specifically, the parameter increases with the start of electrolysis, but the rate of increase gradually decreases, and at a certain point, it becomes saturated and the increase of the parameter practically stops. Since the saturation point at which the increase of this parameter stops corresponds to the timing at which the hardness of the acidic water begins to increase, the continuation / stop of electrolysis may be determined by determining whether or not the saturation point has been reached.
  • the electrolysis by the electrolyzer 12 is stopped when the rate of increase (change rate) of the parameter per unit time becomes equal to or less than a predetermined value. It may be controlled as follows.
  • FIG. 18C is a schematic diagram showing the time transition of the detected value of the parameter when the hardness sensor is used.
  • the detected values of the parameters show different behaviors from those in FIGS. 18A and 18B.
  • the parameter decreases with the start of electrolysis, but the rate of decrease gradually decreases, and at a certain point, the parameter becomes saturated and the decrease of the parameter practically stops. Since the saturation point at which the decrease of this parameter stops corresponds to the timing at which the hardness of the acidic water begins to increase, the continuation / stop of electrolysis may be determined by determining whether or not the saturation point has been reached. Specifically, based on the detection value of the hardness sensor, control is performed so that the electrolysis by the electrolysis device 12 is stopped when the rate of decrease (rate of change) of the parameter per unit time becomes equal to or less than a predetermined value. May be good.
  • acidic water may be used as the determination target instead of alkaline water, depending on the characteristics of the sensor and the like. That is, the continuation / stop of electrolysis may be determined based on the detected value of the parameter of acidic water.
  • acidic water may be used as a determination target instead of alkaline water.
  • detecting the hardness of acidic water as a parameter for determination using a hardness sensor it is possible to more directly monitor the change in hardness of acidic water.
  • any sensor may be used as long as it can detect parameters related to the timing when the ion separation rate starts to decrease sharply, that is, the timing when the hardness of acidic water starts to increase. ..
  • Such sensors may be collectively referred to as “crystallinity sensing sensor”, “acidic water hardness sensing sensor” and the like.
  • the case where the batch processing tanks 6A and 6B are provided in the middle of the circulation flow paths 8A and 8B has been described, but the case is not limited to such a case. It may be the case that the batch processing tanks 6A and 6B are not provided. Even in such a case, by devising the shape and length of the circulation channels 8A and 8B and appropriately providing a valve, the above-mentioned first crystallization treatment mode (S2-1) and second crystallization treatment can be performed. Similar to the mode (S2-2), the operation of circulating alkaline water can be executed.
  • the first alkaline water feeding mode is executed after the first acidic water feeding mode in the first mode shown in FIG. 2, and the second acidic water feeding mode is executed after the second acidic water feeding mode in the second mode shown in FIG.
  • An acidic water supply mode may be executed after the alkaline water supply mode.
  • the present invention is useful for both household water softening equipment and commercial water softening equipment.

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Abstract

軟水化装置(2)は、電気分解装置(12)と、電気分解装置(12)が生成したアルカリ水と酸性水を交互に通水可能な第1循環流路(8A)および第2循環流路(8B)と、第1循環流路(8A)を流れる水のパラメータを検出する第1センサ(14A)と、第2循環流路(8B)を流れる水のパラメータを検出する第2センサ(14B)と、制御部(21)と、を備え、制御部(21)は、第1循環流路(8A)にアルカリ水を通水して第2循環流路(8B)に酸性水を通水する第1モードと、第1循環流路(8A)に酸性水を通水して第2循環流路(8B)にアルカリ水を通水する第2モードを実行するように、電気分解装置(12)を制御し、第1モードおよび第2モードにおいて、第1センサ(14A)又は第2センサ(14B)の検出値に基づいて電気分解装置(12)の電気分解を停止するように制御する。

Description

軟水化装置
 本発明は、軟水化装置に関する。
 硬水地域では、スケールや水垢など、硬度成分によるトラブルがあり、軟水化装置が求められている。軟水化装置としては、イオン交換樹脂による軟水化方法があるが(例えば特許文献1参照)、食塩による再生を行うため、塩廃液が生じるという課題がある。他にもEDIやRO膜などを用いた軟水化方法があるが(例えば特許文献2参照)、捨て水の量が多いという課題があった。
特許第3145240号 国際公開第2007/132685号公報
 電気分解を利用して軟水化する軟水化装置が考えられる。電気分解を利用した軟水化装置において、最終的に製造する軟水の硬度をより低くすることが望ましい。
 従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、軟水の硬度をより低くすることができる軟水化装置を提供することにある。
 上記目的を達成するために、本発明の軟水化装置は、電気分解によりアルカリ水と酸性水とを生成する電気分解装置と、前記電気分解装置に接続された循環流路であって、前記電気分解装置が生成したアルカリ水と酸性水を交互に通水可能な第1循環流路および第2循環流路と、前記第1循環流路を流れる水のパラメータを検出する第1センサと、前記第2循環流路を流れる水のパラメータを検出する第2センサと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第1循環流路にアルカリ水を通水して前記第2循環流路に酸性水を通水する第1モードと、前記第1循環流路に酸性水を通水して前記第2循環流路にアルカリ水を通水する第2モードを実行するように、前記電気分解装置を制御し、前記第1モードおよび前記第2モードにおいて、前記第1センサ又は前記第2センサの検出値に基づいて前記電気分解装置の電気分解を停止するように制御する。
 本発明の軟水化装置によれば、軟水の硬度をより低くすることができる。
実施形態における軟水化装置の概略図 図1に示す軟水化装置が第1モードを実行する際のフローチャート 第1モードにおける第1原水注入モードの水の流れを示す図 第1モードにおける第1結晶化処理モードの水の流れを示す図 第1モードにおける第1酸性水送水モードの水の流れを示す図 第1モードにおける第1アルカリ水送水モードの水の流れを示す図 第1モードにおける第1配管洗浄モードの水の流れを示す図 第1モードにおける第1電解漕洗浄モードの水の流れを示す図 第1結晶化処理モードにおける電気分解の継続/停止を判定する方法を示すフローチャート 第1結晶化処理モードにおける「アルカリpH」と「イオン分離率」の時間推移を示すグラフ 図1に示す軟水化装置が第2モードを実行する際のフローチャート 第2モードにおける第2原水注入モードの水の流れを示す図 第2モードにおける第2結晶化処理モードの水の流れを示す図 第2モードにおける第2酸性水送水モードの水の流れを示す図 第2モードにおける第2アルカリ水送水モードの水の流れを示す図 第2モードにおける第2配管洗浄モードの水の流れを示す図 第2モードにおける第2電解漕洗浄モードの水の流れを示す図 導電率センサあるいはTDSセンサを用いた場合のパラメータの時間推移を示す概略図 濁度センサあるいは色度センサを用いた場合のパラメータの時間推移を示す概略図 硬度センサを用いた場合のパラメータの時間推移を示す概略図
 以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。
 (実施形態)
 図1は、実施形態における軟水化装置2の概略図である。
 軟水化装置2は、電気分解を利用して、硬度成分としての金属イオンを水中から除去するための装置である。ここでの金属イオンとは、カルシウムイオン(Ca2+)とマグネシウムイオン(Mg2+)である。実施形態における軟水化装置2は、硬水中から金属イオンを除去して分離することにより、硬水中における金属イオンの濃度(硬度)を所定濃度以下まで低下させて、軟水を製造する軟水化装置である。硬水及び軟水の定義としては、例えばWHOの定義を用いてもよい。すなわち、硬度120mg/L未満を軟水と定義し、硬度120mg/L以上を硬水と定義してもよい。
 図1に示す軟水化装置2は、原水流路4A、4Bと、バッチ処理タンク6A、6Bと、循環流路8A、8Bと、ポンプ10と、電気分解装置12と、pHセンサ14A、14Bと、分離装置16と、中間タンク18と、貯水タンク20と、制御部21とを備える。軟水化装置2はさらに、各種バルブとして、バルブ22A、22Bと、バルブ24と、バルブ26と、バルブ28A、28Bと、バルブ30と、バルブ32とを備える。
 原水流路4A、4Bはそれぞれ、バッチ処理タンク6A、6Bに原水を供給するための流路である。原水は例えば硬水である。原水流路4A、4Bは上流側が図示しない水源に接続されており、下流側がバッチ処理タンク6A、6Bに接続されている。原水流路4A、4Bにはそれぞれ、バルブ22A、22Bが設けられている。バルブ22A、22Bの開閉によって、原水流路4A、4Bからバッチ処理タンク6A、6Bへの通水/止水がそれぞれ制御される。
 バッチ処理タンク6A、6Bはそれぞれ、バッチ処理を行うための貯水用のタンクである。バッチ処理タンク6A、6Bにはそれぞれフロートセンサ(図示せず)が設けられており、貯水量をそれぞれ検出可能である。バッチ処理タンク6A、6Bにはそれぞれ、循環流路8A、8Bが接続されている。
 循環流路8A、8Bは、バッチ処理タンク6A、6Bに接続された2つの循環流路である。循環流路8A、8Bはそれぞれバッチ処理タンク6A、6Bから下流側に延びて、バルブ24に接続される箇所で合流して1つの流路となる。1つの流路となった循環流路8A、8Bは、ポンプ10およびバルブ26を経由して電気分離装置12に接続される。
 バッチ処理タンク6A、6Bから電気分解装置12への通水/止水は、バルブ24およびバルブ26の開閉によって制御される。バルブ24とバルブ26の間に設けたポンプ10の駆動によって、バッチ処理タンク6A、6Bから下流側への通水が行われる。
 電気分解装置12は、循環流路8A、8Bを通じて供給される水を電気分解することによりアルカリ水と酸性水を生成する装置である。電気分解装置12は、+電極(陽極)および-電極(陰極)と、両電極の間に設けられた隔膜とを備え、+電極と-電極の間に電圧を印加することにより水を電気分解してアルカリ水と酸性水を生成する。
 電気分解装置12の下流側には2つの流路として、循環流路8A、8Bが接続されている。
 電気分解装置12から下流側に接続される循環流路8A、8Bはそれぞれ、電気分解装置12が生成するアルカリ水と酸性水を交互に通水可能である。循環流路8Aがアルカリ水を通水するときは循環流路8Bが酸性水を通水し、循環流路8Aが酸性水を通水するときは循環流路8Bがアルカリ水を通水する。
 電気分解装置12から下流側に接続される循環流路8Aはその途中にバルブ28AおよびpHセンサ14Aが設けられるとともに、バッチ処理タンク6Aまで接続される。同様に、電気分解装置12から下流側に接続される循環流路8Bはその途中にバルブ28BおよびpHセンサ14Bが設けられるとともに、バッチ処理タンク6Bまで接続される。バルブ28A、28Bの開閉によって、電気分解装置12からバッチ処理タンク6A、6Bへの通水/止水がそれぞれ制御される。
 上述した構成を有する循環流路8A、8Bは、バッチ処理タンク6A、6Bから電気分解装置12を経由してバッチ処理タンク6A、6Bへ戻る循環流路をそれぞれ構成する。本実施形態の循環流路8A、8Bは、バルブ24から電気分解装置12に至るまでの箇所で合流して1本の流路を構成している。循環流路8A、8Bが合流せずに独立した流路である場合に比べて、ポンプ10が1つだけで済む等、軟水化装置2の装置構成を簡素化することができる。
 pHセンサ14A、14Bはそれぞれ、循環流路8A、8Bを流れる水のパラメータとしてのpH値を検出するためのセンサである。pHセンサ14A、14Bが検出するpH値は、後述するように、電気分解装置12による電気分解の継続/停止を判断するためのパラメータとして用いられる。詳細については後述する。
 循環流路8A、8Bが合流して1本の流路となっている箇所に設けられたバルブ26には、循環流路8A、8Bに加えて流路34が接続されている。流路34は、分離装置16に接続されている。
 分離装置16は、流路34から供給される水から金属成分の結晶を分離する装置である。実施形態の分離装置16は、水中に含まれる結晶等の固体を遠心分離により分離するサイクロン方式の分離装置である。
 分離装置16には、2つの流路として、流路36と流路38が接続されている。流路36は、分離装置16により結晶が分離された水を通水する流路である。流路38は、分離装置16で分離された結晶を含む排水を通水する排水流路であり、軟水化装置2の系外に延びている。
 結晶を分離した水を通水する流路36はバルブ30に接続されている。バルブ30には流路40および流路41が接続されている。
 流路40は、中間タンク18に接続された流路である。中間タンク18は、流路40から通水される水を一時的に貯留するためのタンクである。バルブ30の開閉によって、流路36、40を介した分離装置16から中間タンク18への通水/止水が制御される。
 流路41は、電気分解装置12および分離装置16を経由せずに、バッチ処理タンク6A、6Bと中間タンク18の間を接続するためのバイパス用の流路である。流路41には2本の流路41A、41Bが接続されており、流路41A、41Bはそれぞれ、前述したバルブ28A、28Bに接続されている。
 中間タンク18にはCO供給ライン42が接続されている。CO供給ライン42は、中間タンク18に貯水された水にCOガスを供給するための配管である。CO供給ライン42を通じてCOガスを供給することで、中間タンク18に貯留された水の濁度を低下させることができる。CO供給ライン42の途中にはバルブ32が設けられており、バルブ32の開閉によってCOガスの供給/停止が制御される。
 中間タンク18にはさらに流路44が接続されている。流路44は、貯水タンク20へ接続されている。
 貯水タンク20は、軟水化処理が完了した処理水を貯留するためのタンクである。貯水タンク20に貯められた処理水、すなわち軟水を水栓などに供給して、エンドユーザが利用することができる。
 貯水タンク20には圧力センサ(図示せず)が設けられている。処理水の消費に伴う圧力の低下を圧力センサで検出することで、貯水タンク20の貯水量を検出することができる。
 制御部21は、上述した軟水化装置2の各構成要素を制御する部材である。制御部21は、軟水化装置2の各構成要素に電気的に接続されており、各バルブの開閉制御、ポンプ10のON/OFF制御、電気分解装置12のON/OFF制御、分離装置16のON/OFF制御等を実行する。制御部21は例えば、プロセッサと、プロセッサによって実行されるコンピュータプログラムを記憶したメモリとを備えるマイクロコンピュータで構成される。
 本実施形態の制御部21は、2つの運転モードとして、第1モードと第2モードのそれぞれで軟水化装置2を運転する。
 まず、第1モードについて、図2および図3~図8を用いて説明する。図2は、軟水化装置2を用いて第1モードを実行する際のフローチャートである。図3~図8は、図2に示すフローチャートに沿って第1モードを実行した場合の水の流れ等を示す概略図である。
(第1原水注水モード)
 図2に示すように、制御部21はまず、第1原水注入モードを実行する(S1-1)。第1原水注水モードは、軟水化装置2の運転を開始する際に、原水である硬水を軟水化装置2の内部に注入するモードである。具体的には、図3に示すような流れを生じさせるように制御部21が制御する。図3以降の図面では、水の流れを矢印で表し、矢印のない流路には水の流れは生じていないものとする。またバルブが開いている状態をハッチング表示で表し、バルブが閉じている状態を黒色で塗りつぶして表示する。
 制御部21は、原水流路4Aに原水を通水するようにバルブ22Aを開く。原水流路4Aに原水を通水することで、原水流路4Aを通じてバッチ処理タンク6Aへ原水が通水され、バッチ処理タンク6Aに貯められる。このとき、制御部21はバルブ22Bを閉じるように制御する。
 バッチ処理タンク6Aに所定量(例えば10L)の原水を通水すると、制御部21は、バルブ22Aを閉じるとともに、第1結晶化処理モードを実行する(ステップS2-1)。
(第1結晶化処理モード)
 図4は、第1結晶化処理モードを示す。制御部21は、バッチ処理タンク6Aに貯められた原水を電気分解装置12に供給するように制御する。具体的には、ポンプ10を駆動しつつ、バルブ24を開いてバッチ処理タンク6Aから循環流路8Aに通水するとともに、バルブ26を開いて電気分解装置12へ通水する。このとき、制御部21は、バッチ処理タンク6Bから下流側へは止水するようにバルブ24の開閉を制御する。
 制御部21はさらに、電気分解装置12を駆動して、バッチ処理タンク6Aから供給される原水を電気分解することにより、アルカリ水と酸性水を生成する。
 第1結晶化処理モードでは、電気分解装置12が生成するアルカリ水と酸性水のうち、アルカリ水を循環流路8Aに通水し、酸性水を循環流路8Bに通水するように、電気分解装置12が制御される。
 制御部21は、循環流路8Aに通水したアルカリ水をバッチ処理タンク6Aに戻すようにバルブ28Aの開閉を制御し、循環流路8Bに通水した酸性水をバッチ処理タンク6Bに戻すようにバルブ28Bの開閉を制御する。これにより、図4に示すような矢印の流れが生じる。
 上記運転によれば、バッチ処理タンク6Aの原水を消費しながら、その消費量の約半分のアルカリ水がバッチ処理タンク6Aに新たに貯められていくため、貯水量は結果的に減少し、且つpHセンサ14Aが検出するpH値は上昇していく。一方で、バッチ処理タンク6Bでは酸性水が貯められていくため、貯水量は増加し、且つpHセンサ14Bが検出するpH値は低い値に維持される。
 バッチ処理タンク6Aを含む循環流路8Aでは、原水およびアルカリ水の混合水が循環しながら、電気分解装置12による電気分解が継続的に行われ、pH値も継続的に上昇していく。
 ここで、原水中に含まれているCa2+やMg2+などの金属イオンは電気分解によって陽極(酸性水)から陰極(アルカリ水)へ隔膜を介して電気泳動するため、酸性水の硬度は低下する。一方で、OHを多く含むアルカリ水においても、以下の式1~式3の反応が生じることにより水中の硬度は低下する。
(式1)
 OH+HCO →HO+CO 2-
(式2)
 Ca2++CO 2-→CaCO
(式3)
 Mg2++2OH→Mg(OH)
 式1のように、アルカリ水に含まれるOHが水中のHCO (重炭酸イオン)と反応することで、水を生成するとともにCO 2-(炭酸イオン)を生じさせる。式1の反応で生じたCO 2-は、式2のようにCa2+と反応することで不溶性のCaCO(炭酸カルシウム)を生じさせる。式3のように、Mg2+はアルカリ水中に含まれるOHと反応することで、不溶性のMg(OH)(水酸化マグネシウム)を生じさせる。CaCOおよびMg(OH)が結晶化して析出することに伴って、アルカリ水中の金属イオンの濃度も低下するため、アルカリ水の硬度も低下する。結果的に、酸性水とアルカリ水の両方の硬度が低下する。
 循環流路8Aにアルカリ水を継続的に供給して循環させることにより、上記式1~式3の反応を継続的に生じさせて、アルカリ水中の金属イオンを結晶化して析出させ、原水の硬度を低下させることができる。
 制御部21は、所定のタイミングで第1結晶化処理モードを終了し、次の第1酸性水送水モードを実行する(ステップS3-1)。第1結晶化処理モードを終了するタイミングは、pHセンサ14Aが検出するアルカリ水のpH値に基づいて決定する。詳細については後述する。
(第1酸性水送水モード)
 図5は、第1酸性水送水モードを示す。制御部21は、バッチ処理タンク6Bに貯められている酸性水を、分離装置16を経由して中間タンク18に供給するように制御する。具体的には、ポンプ10を駆動しつつ、バッチ処理タンク6Bから循環流路8Bに通水するようにバルブ24を開き、循環流路8Bから流路34に通水するようにバルブ26を開く。
 制御部21は、分離装置16を運転せず、分離装置16に到達する酸性水をそのまま通過させて流路36に通水する。制御部21はさらに、流路36に通水された酸性水を流路40に通水するようにバルブ30を開く。これにより、流路40を通じて酸性水が中間タンク18に通水される。
 上記運転によれば、中間タンク18の酸性水の貯水量は増加する一方で、バッチ処理タンク6Bの酸性水の貯水量は減少する。本実施形態の制御部21は、バッチ処理タンク6Bの酸性水が所定量(例えば2L)に減少するまで、第1酸性水送水モードを継続する。バッチ処理タンク6Bの貯水量が所定量まで減少すると、制御部21は第1酸性水送水モードを停止して、次の第1アルカリ水送水モードを実行する(S4-1)。
(第1アルカリ水送水モード)
 図6は、第1アルカリ水送水モードを示す。制御部21は、バッチ処理タンク6Aに貯められているアルカリ水を、分離装置16を経由して中間タンク18に供給するように制御する。前述した第1酸性水送水モードでは分離装置16の運転を停止していたのに対し、第1アルカリ水送水モードでは分離装置16を運転することでアルカリ水中から結晶を分離させる。
 図6に示すように、ポンプ10を駆動しつつ、バッチ処理タンク6Aから循環流路8Aに通水するようにバルブ24を開き、循環流路8Aから流路34に通水するようにバルブ26を開く。
 制御部21は、分離装置16を運転することで、アルカリ水中に含まれる結晶を遠心分離により分離する。分離装置16は、結晶が分離されたアルカリ水を流路36に通水し、結晶を含む排水を流路38に通水して排水する。
 流路36に通水された結晶分離後のアルカリ水は、流路40を通じて中間タンク18に通水される。中間タンク18には既に酸性水が貯められているため、アルカリ水と酸性水が中間タンク18で混合される。アルカリ水と酸性水の混合水は中和され、pH値は中性付近の値となる。アルカリ水と酸性水は前述したようにともに硬度が低くなっているため、混合水の硬度も低くなる。これにより、中間タンク18に貯められる混合水はpH値が中性付近、且つ硬度の低い軟水として生成される。
 中間タンク18へ供給されるアルカリ水には、分離装置16で分離できなかったCaCOの結晶が含まれる場合がある。制御部21は必要に応じて、CO供給ライン42からCOを供給するようにバルブ32の開閉を制御することにより、中間タンク18にCOを供給する。これにより、以下の式4の反応を促進させる。
(式4)
 CaCO+CO+HO→Ca(HCO
 結晶であるCaCOが、COおよびHOと反応することにより、可溶性のCa(HCOを生じさせる。当該反応によって結晶を水中に溶解させることができ、処理水の濁度を下げることができる。なお、Mg2+については反応式を省略する。
 上記運転によれば、中間タンク18の混合水の貯水量は増加する一方で、バッチ処理タンク6Aのアルカリ水の貯水量は減少していく。本実施形態の制御部21は、バッチ処理タンク6Aの貯水量がなくなるまで第1アルカリ水送水モードを継続する。バッチ処理タンク6Aの貯水量がなくなると、制御部21は第1アルカリ水送水モードを停止して、次の第1配管洗浄モードを実行する(S5-1)。
(第1配管洗浄モード)
 図7は、第1配管洗浄モードを示す。制御部21は、バッチ処理タンク6Bに残っている酸性水を、分離装置16およびバイパス用流路41、41A、41Bを経由してバッチ処理タンク6A、6Bに戻すように制御する。
 具体的には、ポンプ10を駆動しつつ、バッチ処理タンク6Bから循環流路8Bに通水するようにバルブ24を開き、循環流路8Bから流路34に通水するようにバルブ26を開く。制御部21は、分離装置16を運転せず、分離装置16に到達する酸性水をそのまま通過させて流路36に通水する。
 制御部21はさらに、流路36に通水された酸性水を流路41および流路41A、41Bに通水するように、バルブ30の開閉を制御する。制御部21はさらに、流路41A、41Bに通水された酸性水を、循環流路8A、8Bを通じてバッチ処理タンク6A、6Bに通水するように、バルブ28A、28Bの開閉を制御する。
 これにより、図7に示すような酸性水の流れが生じる。酸性水が各配管を流れることで、各配管の内壁面に付着したスケール(CaCO)を酸性水に溶解させて、各配管を洗浄することができる。
 上記運転によれば、バッチ処理タンク6Aの酸性水の貯水量は増加するとともに、バッチ処理タンク6Bの酸性水の貯水量は減少する。制御部21は、バッチ処理タンク6Bの酸性水を所定量(例えば1L)通水すると、第1配管洗浄モードを終了し、次の第1電解漕洗浄モードを実行する(S6-1)。
(第1電解漕洗浄モード)
 図8は、第1電解漕洗浄モードを示す。制御部21は、バッチ処理タンク6Bに残っている酸性水を、電気分解装置12を経由してバッチ処理タンク6A、6Bに戻すように制御する。
 具体的には、ポンプ10を駆動しつつ、バッチ処理タンク6Bから循環流路8Bに通水するようにバルブ24を開き、循環流路8Bから電気分解装置12に通水するようにバルブ26を開く。制御部21は、電気分解装置12を運転せず、電気分解装置12に到達する酸性水を電気分解せずにそのまま通過させて循環流路8A、8Bに通水する。制御部21はさらに、電気分解装置12から出てくる酸性水を循環流路8A、8Bを通じてバッチ処理タンク6A、6Bに通水するように、バルブ28A、28Bの開閉を制御する。
 これにより、図8に示すような酸性水の流れが生じる。酸性水が電気分解装置12および各配管を流れることで、電気分解装置12や各配管の内壁面に付着したスケールを酸性水に溶解させて、電気分解装置12や各配管を洗浄することができる。
 上記運転によれば、バッチ処理タンク6Aの酸性水の貯水量は増加するとともに、バッチ処理タンク6Bの酸性水の貯水量は減少する。制御部21は、バッチ処理タンク6Bの酸性水を所定量(例えば1L)通水すると、第1電解漕洗浄モードを終了する。バッチ処理タンク6A、6Bに残った酸性水はその後廃棄してもよい。
 上述したステップS1-1~S6-1を実行することで、第1モードの実行が完了する。
 ここで、第1結晶化処理モード(S2-1)における電気分解装置12の電気分解の継続/停止を判定する方法について、図4および図9を用いて説明する。図9は、電気分解装置12の電気分解の継続/停止の判定方法の一例を示すフローチャートである。
 図4に示す軟水化装置2の水の流れにおいて、制御部21は、pHセンサ14Aから定期的に送信される検出値に基づいて、アルカリ水のpH値をモニタリングする。制御部21は、アルカリ水のpH値に関して、図9に示すように、所定期間における変動値が所定範囲内であるか否かを判定する(S7:第1判定)。所定期間は例えば1分間、所定範囲は例えば-0.02~0.02である。
 第1判定において、所定期間における変動値が所定範囲内でないと判断する場合(S7でNO)、制御部21はステップS7を再度実行する。第1判定において、所定期間における変動値が所定範囲内であると判断する場合(S7でYES)、制御部21は、アルカリ水のpH値に関して、所定期間における上昇値が所定値以上であるか否かをその後判定する(S8:第2判定)。所定期間は例えば1分間、所定値は例えば0.05である。
 第2判定において、所定期間における上昇値が所定値以上でないと判断する場合(S8でNO)、制御部21はステップS8を再度実行する。第2判定において、所定期間における上昇値が所定値以上であると判断する場合(S8でYES)、制御部21は、電気分解装置12による電気分解を停止する(S9)。電気分解を停止することで、第1結晶化処理モード(S2-1)を終了し、第1酸性水送水モード(S3-1)に移行する。
 図9で説明した電気分解の継続/停止の判定方法に関連する実験データの一例を図10に示す。図10は、第1結晶化処理モードを所定条件のもとで実施した場合の「アルカリpH」と「イオン分離率」の時間推移を示すグラフである。横軸は時間を表し、縦軸は「アルカリpH」と「イオン分離率」を表す。
 「アルカリpH」は、pHセンサ14Aの検出値であり、アルカリ水のpH値を示す(単位なし)。「イオン分離率」は、電気分解後の酸性水の硬度を、電気分解前の原水の硬度で除した比率である(単位:%)。イオン分離率は、電気分解によって原水の硬度が低下した程度を示す指標である。イオン分離率が高い値になるほど、酸性水の硬度が低下していることを表す。イオン分離率は、図示しない硬度センサを用いて原水および酸性水の硬度を検出することにより算出される。
 図10に示すように、電気分解装置12による電気分解を開始すると、アルカリ水の生成に伴って「アルカリpH」の値が上昇する。一方で、電気泳動によってアルカリ水に金属イオンが引き寄せられて酸性水の硬度は低下するため、「イオン分離率」も上昇する。
 その後、アルカリpHの上昇およびイオン分離率の上昇が止まり、定常状態となる(開始から約2分後)。定常状態では上述した式1~式3の反応が進行しており、金属成分の結晶化が進んでいる。
 定常状態が数分間続いた後(開始から約2分後~約8分後)、アルカリpHは再度上昇し始めるとともに、イオン分離率は急激に低下し始める。
 アルカリpHが再度上昇するのは、式1~3の反応が進むことによって、式1~3の反応に必要な物質(HCO 等)が水中から少なくなることにより式1~式3の反応が鈍くなり、OHの消費量が少なくなるためである。またイオン分離率が低下するのは、式1~式3の反応により結晶化が進んで結晶の塊が大きくなることによって、以下の式5のように、CaCOの結晶が酸(H)で溶解してCa2+を生じさせ、酸性水の硬度が上昇するからである。なお、Mg(OH)については反応式を省略する。
(式5)
 CaCO+H→Ca2++HCO
 「アルカリpH」と「イオン分離率」が図10に示すような挙動を示すことに鑑みて、本実施形態の制御部21は、上述した第1判定(S7)および第2判定(S8)を実行する。
 第1判定(S7)によって、所定期間におけるアルカリpHの変動値が所定範囲内であるかどうかを判断することで、図10のグラフに示す定常状態(約2分後~約8分後の期間)であるか否かを判定することができる。
 さらに、第1判定(S7)によって定常状態と判定した後、第2判定(S8)によって、所定期間におけるアルカリpHの上昇値が所定値以上であるかどうかを判断する。これにより、図10のグラフに示すようなアルカリpHの再上昇(約8分後)が生じたか否かを判定することができる。
 第2判定(S8)によってアルカリpHの再上昇を検出した場合に、電気分解装置12の電気分解を停止するように制御することで(S9)、イオン分離率が急激に低下し始める前の時点(約8分後)で電気分解を停止することができる。これにより、電気分解によって生じる酸性水の硬度を低い値に維持することができ、最終的に酸性水とアルカリ水を混合して製造する軟水の硬度も低くすることができる。このようにして、電気分解を利用して軟水化する軟水化装置2において、軟水の硬度を低下させることができる。
 本実施形態の軟水化装置2は、上述したステップS1-1~S6-1を含む第1モードを実行すると、第1モードで使用したバッチ処理タンク6A、6Bおよび循環流路8A、8Bを入れ替えて、同様の軟水化処理としての第2モードを実行する。具体的には、制御部21は、第1モードの実行後、図11に示すフローチャートに沿って第2モードを実行する。
 図11に示すように、制御部21は第2モードにおいて、第2原水注入モード(S1-2)、第2結晶化処理モード(S2-2)、第2酸性水送水モード(S3-2)、第2アルカリ水送水モード(S4-2)、第2配管洗浄モード(S5-2)、第2電解漕洗浄モード(S6-2)を順に実行する。
 ステップS1-2~S6-2のそれぞれのモードにおける水の流れを図12~図17に表す。図12は第2原水注入モードを示し、図13は第2結晶化処理モードを示し、図14は第2酸性水送水モードを示し、図15は第2アルカリ水送水モードを示し、図16は第2配管洗浄モードを示し、図17は第2電解漕洗浄モードを示す。
 図12~図17では、図3~図8と同様に水の流れを矢印で表し、矢印のない流路には水の流れは生じていないものとする。またバルブが開いている状態をハッチング表示で表し、バルブが閉じている状態を黒色で塗りつぶして表示する。
 図12~図17に示すように、第2モードでは、バッチ処理タンク6A、6Bおよび循環流路8A、8Bを入れ替えた点のみが第1モードと異なる。
 図12に示すように、第2原水注入モード(S1-2)では、バッチ処理タンク6Bに原水を注入する。図13に示すように、第2結晶化処理モード(S2-2)では、バッチ処理タンク6Bに貯められた原水を電気分解装置12に供給して電気分解を行い、生成したアルカリ水を循環流路8Bに通水し、バッチ処理タンク6Bを含む循環流路8Bで循環させつつ、酸性水は循環流路8Aに通水してバッチ処理タンク6Aに貯水する。図14に示すように、第2酸性水送水モード(S3-2)では、バッチ処理タンク6Aに貯められた酸性水を、分離装置16を経由して中間タンク18に供給する。図15に示すように、第2アルカリ水送水モード(S4-2)では、バッチ処理タンク6Bに貯められたアルカリ水を分離装置16に供給して結晶を分離しつつ、結晶分離後のアルカリ水を中間タンク18に供給して酸性水と混合する。図16に示すように、第2配管洗浄モード(S5-2)では、バッチ処理タンク6Aに残っている酸性水を、分離装置16を経由してバイパス用の流路41、41A、41Bに流すことで各配管を洗浄する。図17に示すように、第2電解漕洗浄モード(S6-2)では、バッチ処理タンク6Aに残っている酸性水を電気分解装置12に流すことで、電気分解装置12や各配管を洗浄する。
 第1モードと同様に、図13に示す第2結晶化処理モード(S2-2)では、電気分解装置12による電気分解を行いながら循環流路8Bにアルカリ水を循環させる。これにより、循環流路8Bを流れる水のpH値を上昇させながら、水中に含まれる金属成分の結晶化を行い、原水の硬度を低下させることができる。
 さらに第2結晶化処理モード(S2-2)では、制御部21は、図9に示した第1判定(S7)および第2判定(S8)を実行することで、電気分解装置12の電気分解の継続/停止を判定する。具体的には、循環流路8Bに設けたpHセンサ14Bの検出値に基づいてアルカリ水のpH値をモニタリングしながら、第1判定(S7)および第2判定(S8)を実行することで、電気分解装置12の電気分解の継続/停止を判定する。これにより、図10のグラフに示したようなイオン分離率が急激に低下する前の時点(約8分後)で電気分解を停止することができ、酸性水の硬度を低い値に維持して、最終的に製造する軟水の硬度を低くすることができる。
 制御部21は、図2に示す第1モード(S1-1~S6-1)と、図11に示す第2モード(S1-2~S6-2)を交互に実行することで、軟水を継続的に製造する。
 上述した軟水化装置2は、循環流路8A、8Bと、電気分解装置12と、pHセンサ14Aと、pHセンサ14Bと、制御部21と、を備える。pHセンサ14Aは、循環流路8A(第1循環流路)を流れる水のパラメータとしてpH値を検出する第1センサである。pHセンサ14Bは、循環流路8B(第2循環流路)を流れる水のパラメータとしてpH値を検出する第2センサである。このような構成において、制御部21は、循環流路8Aにアルカリ水を通水して循環流路8Bに酸性水を通水する第1モードと、循環流路8Aに酸性水を通水して循環流路8Bにアルカリ水を通水する第2モードを実行するように、電気分解装置12を制御する。制御部21はさらに、第1モードにおいてpHセンサ14Aの検出値に基づいて電気分解装置12の電気分解を停止するように制御し、第2モードにおいてpHセンサ14Bの検出値に基づいて電気分解装置12の電気分解を停止するように制御する。
 このような構成によれば、pHセンサ14A、14Bの検出値に基づいて電気分解装置12の運転を制御することで、「イオン分離率」が急激に低下し始める時点、すなわち酸性水の硬度が上昇し始める時点で電気分解を停止する運転が可能となる。これにより、最終的に製造する軟水の硬度を低下させることができる。
 また第1モードでは、pHセンサ14Aの検出値に基づいて電気分解装置12の電気分解を停止するように制御し、第2モードでは、pHセンサ14Bの検出値に基づいて電気分解装置12の電気分解を停止している。すなわち、第1モードおよび第2モードにおける電気分解の継続/停止の判定をアルカリ水のパラメータに基づいて行っている。
 このようにアルカリ水を判定対象とすることで、酸性水を判定対象とする場合(例えば酸性水の硬度を硬度センサで直接的に検出して電気分解の継続/停止を判断する場合等)と比べて、pHセンサ14A、14Bという汎用的で安価な構成を利用できる等のメリットがある。
 また実施形態の軟水化装置2では、pHセンサ14Aは、循環流路8Aにおいて電気分解装置12の下流側、かつバッチ処理タンク6Aの上流側に設けられる。また、pHセンサ14Bは、循環流路8Bにおいて電気分解装置12の下流側、かつバッチ処理タンク6Bの上流側に設けられる。
 このような配置によれば、pHセンサ14A、14Bによって、アルカリ水と酸性水のpH値を両方検出することができるため、アルカリ水と酸性水を混合する際の混合割合や、CO供給ライン42によるCOの供給量等を決定する際のフィードバックに利用できる。
 また実施形態の軟水化装置2では、制御部21は、pHセンサ14A、14Bの検出値(アルカリ水)の所定期間における変動値が所定範囲内であるか否かを判断する(S7)。変動値が所定範囲内であると判断した場合(S7でYES)、制御部21は、pHセンサ14A、14Bの検出値の所定期間における上昇値が所定値以上であるか否かをその後判断する(S8)。上昇値が所定値以上であると判断した場合(S8でYES)、制御部21は、電気分解装置12の電気分解を停止するように制御する(S9)。
 このような構成によれば、「イオン分離率」が急激に低下し始める時点、すなわち酸性水の硬度が上昇し始める時点で電気分解を停止する運転が可能となり、最終的に製造する軟水の硬度をより低くすることができる。
 実施形態の軟水化装置2はさらに、循環流路8Aの途中に設けたバッチ処理タンク6A(第1バッチ処理タンク)と、循環流路8Bの途中に設けたバッチ処理タンク6B(第2バッチ処理タンク)と、バルブ24と、をさらに備える。バルブ24は、バッチ処理タンク6Aから下流側への通水/止水、およびバッチ処理タンク6Bから下流側への通水/止水を制御する。このような構成において、制御部21は、第1モードにおいて、バッチ処理タンク6Aから下流側に通水してバッチ処理タンク6Bは止水するようにバルブ24を制御し、第2モードにおいて、バッチ処理タンク6Bから下流側に通水してバッチ処理タンク6Aは止水するようにバルブ24を制御する。
 このような構成によれば、電気分解で生じる酸性水をバッチ処理タンク6A、6Bに貯水しながら、アルカリ水は循環流路8A、8Bのそれぞれで循環させる運転が可能となる。
 また実施形態の軟水化装置2では、循環流路8A、8Bはそれぞれ、バッチ処理タンク6A、6Bから下流側に延びた位置で合流して電気分解装置12に接続される。
 このような構成によれば、軟水化装置2の装置構成を簡素化することができる。
 なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、実施形態では、pHセンサ14A、14Bを用いて、循環流路8A、8Bを流れるアルカリ水のpH値に基づいて電気分解の継続/停止を判定する場合について説明したが、このような場合に限らない。pHセンサとは異なるセンサを用いて、pH値とは異なるパラメータを検出し、当該検出値に基づいて電気分解の継続/停止を判定してもよい。他のセンサの具体例としては、例えば、導電率センサ、TDSセンサ、濁度センサ、色度センサ、硬度センサが挙げられる。
 導電率センサは、水のパラメータとして「導電率」を検出し、TDSセンサは「総溶解個体量」を検出し、濁度センサは「濁度」を検出し、色度センサは「色度」を検出し、硬度センサは「硬度」を検出する。これらのセンサを用いた場合の電気分解時の各パラメータの時間推移を図18A~図18Cに示す。
 図18Aは、導電率センサあるいはTDSセンサを用いた場合の各パラメータの検出値の時間推移を示す概略図である。
 図18Aに示すように、導電率センサあるいはTDSセンサを用いた場合、パラメータの検出値は、pHセンサ14A、14Bを用いた場合と同様の時間推移を示す(図10参照)。具体的には、電気分解の開始に伴ってパラメータは上昇した後、定常状態となり、その後再度上昇する。この再上昇するタイミングが、酸性水の硬度が上昇し始めるタイミングに対応するため、図9と同様の第1判定(S7)と第2判定(S8)を行って電気分解の継続/停止を判断すればよい。これにより、実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
 図18Bは、濁度センサあるいは色度センサを用いた場合の各パラメータの検出値の時間推移を示す概略図である。
 図18Bに示すように、濁度センサあるいは色度センサを用いた場合、パラメータの検出値は、pHセンサ14A、14B、導電率センサ、TDSセンサを用いた場合のパラメータとは異なる挙動を示す。具体的には、電気分解の開始に伴ってパラメータは上昇するが、その上昇率は徐々に低下していき、ある時点で飽和状態となりパラメータの上昇が実質的に止まる。このパラメータの上昇が止まる飽和点が、酸性水の硬度が上昇し始めるタイミングに対応するため、飽和点に到達したか否かを判定することで、電気分解の継続/停止を判定すればよい。具体的には、濁度センサあるいは色度センサの検出値に基づいて、単位時間当たりのパラメータの上昇率(変化率)が所定値以下となった場合に電気分解装置12による電気分解を停止するように制御してもよい。
 図18Cは、硬度センサを用いた場合のパラメータの検出値の時間推移を示す概略図である。
 図18Cに示すように、硬度センサを用いた場合、パラメータの検出値は、図18A、図18Bとは異なる挙動を示す。具体的には、電気分解の開始に伴ってパラメータは下降するが、下降率が徐々に低下していき、ある時点で飽和状態となりパラメータの下降が実質的に止まる。このパラメータの下降が止まる飽和点が、酸性水の硬度が上昇し始めるタイミングに対応するため、飽和点に到達したか否かを判定することで、電気分解の継続/停止を判定すればよい。具体的には、硬度センサの検出値に基づいて、単位時間当たりのパラメータの下降率(変化率)が所定値以下となった場合に電気分解装置12による電気分解を停止するように制御してもよい。
 上述した各センサを用いる場合、センサの特性等に応じて、アルカリ水ではなく酸性水を判定対象としてもよい。すなわち、酸性水のパラメータの検出値に基づいて、電気分解の継続/停止を判断してもよい。例えば、pHセンサ、導電率センサ、硬度センサを用いる場合、アルカリ水に代えて酸性水を判定対象としてもよい。特に、硬度センサを用いて酸性水の硬度を判定用のパラメータとして検出することで、酸性水の硬度変化をより直接的に監視することができる。
 なお、上述したセンサに限らず、イオン分離率が急激に低下し始めるタイミング、すなわち酸性水の硬度が上昇し始めるタイミングに関連するパラメータを検出できるものであれば、任意のセンサを用いてもよい。そのようなセンサを「結晶化度感知センサ」、「酸性水硬度感知センサ」等と総称してもよい。
 また上記実施形態では、循環流路8A、8Bの途中にバッチ処理タンク6A、6Bをそれぞれ設ける場合について説明したが、このような場合に限らない。バッチ処理タンク6A、6Bを設けない場合であってもよい。このような場合でも、循環流路8A、8Bの形状や長さを工夫したり、バルブを適宜設けたりすることで、上述した第1結晶化処理モード(S2-1)および第2結晶化処理モード(S2-2)と同様に、アルカリ水を循環させる運転を実行することができる。
 また上記実施形態では、図2に示す第1モードにおいて第1酸性水送水モードの後に第1アルカリ水送水モードを実行し、図11に示す第2モードにおいて第2酸性水送水モードの後に第2アルカリ水送水モードを実行する場合について説明したが、このような場合に限らない。アルカリ水送水モードの後に酸性水送水モードを実行してもよい。
 なお、上記様々な形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
 本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。また、実施形態における要素の組み合わせや順序の変化は、本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。
 本発明は、家庭用の軟水化装置にも業務用の軟水化装置にも有用である。
 2 軟水化装置
 4A 原水流路
 4B 原水流路
 6A バッチ処理タンク(第1バッチ処理タンク)
 6B バッチ処理タンク(第2バッチ処理タンク)
 8A 循環流路(第1循環流路)
 8B 循環流路(第2循環流路)
 10 ポンプ
 12 電気分解装置
 14A pHセンサ(第1センサ、第1pHセンサ)
 14B pHセンサ(第2センサ、第2pHセンサ)
 16 分離装置
 18 中間タンク
 20 貯水タンク
 21 制御部
 22A、22B、24、26、28A、28B、30、32 バルブ
 34 流路
 36 流路
 38 流路(排水流路)
 40 流路
 41、41A、41B 流路(バイパス流路)
 42 CO供給ライン
 44 流路

Claims (7)

  1.  電気分解によりアルカリ水と酸性水とを生成する電気分解装置と、
     前記電気分解装置に接続された循環流路であって、前記電気分解装置が生成したアルカリ水と酸性水を交互に通水可能な第1循環流路および第2循環流路と、
     前記第1循環流路を流れる水のパラメータを検出する第1センサと、
     前記第2循環流路を流れる水のパラメータを検出する第2センサと、
     制御部と、を備え、
     前記制御部は、
      前記第1循環流路にアルカリ水を通水して前記第2循環流路に酸性水を通水する第1モードと、前記第1循環流路に酸性水を通水して前記第2循環流路にアルカリ水を通水する第2モードを実行するように、前記電気分解装置を制御し、
      前記第1モードおよび前記第2モードにおいて、前記第1センサ又は前記第2センサの検出値に基づいて前記電気分解装置の電気分解を停止するように制御する、軟水化装置。
  2.  前記制御部は、
      前記第1モードにおいて、前記第1センサの検出値に基づいて、前記電気分解装置の電気分解を停止するように制御し、前記第2モードにおいて、前記第2センサの検出値に基づいて、前記電気分解装置の電気分解を停止するように制御する、請求項1に記載の軟水化装置。
  3.  前記第1センサおよび前記第2センサは、pHセンサ、濁度センサ、導電率センサ、硬度センサ、色度センサ、TDSセンサ、のうちのいずれか1つである、請求項1又は2に記載の軟水化装置。
  4.  前記第1センサおよび前記第2センサは、pHセンサ、導電率センサ、TDSセンサのうちのいずれか1つであり、
     前記制御部は、
      前記第1モードにおいて、前記第1センサの検出値の所定期間における変動値が所定範囲内であるか否かを判断し、
      前記変動値が所定範囲内であると判断した場合、前記第1センサの検出値の所定期間における上昇値が所定値以上であるか否かをその後判断し、
      前記上昇値が前記所定値以上であると判断した場合、前記電気分解装置の電気分解を停止するように制御し、
      前記第2モードにおいて、前記第2センサの検出値の所定期間における変動値が所定範囲内であるか否かを判断し、
      前記変動値が所定範囲内であると判断した場合、前記第2センサの検出値の所定期間における上昇値が所定値以上であるか否かをその後判断し、
      前記上昇値が前記所定値以上であると判断した場合、前記電気分解装置の電気分解を停止するように制御する、請求項3に記載の軟水化装置。
  5.  前記第1循環流路の途中に設けられた第1バッチ処理タンクと、
     前記第2循環流路の途中に設けられた第2バッチ処理タンクと、
     前記第1バッチ処理タンクから下流側への通水/止水、および前記第2バッチ処理タンクから下流側への通水/止水を制御するバルブと、をさらに備え、
     前記制御部は、
      前記第1モードにおいて、前記第1バッチ処理タンクから下流側に通水して前記第2バッチ処理タンクは止水するように、前記バルブを制御し、
      前記第2モードにおいて、前記第2バッチ処理タンクから下流側に通水して前記第1バッチ処理タンクは止水するように、前記バルブを制御する、請求項1から4のいずれか1つに記載の軟水化装置。
  6.  前記第1センサは、前記第1循環流路において前記電気分解装置の下流側、かつ前記第1バッチ処理タンクの上流側に設けられ、前記第2センサは、前記第2循環流路において前記電気分解装置の下流側、かつ前記第2バッチ処理タンクの上流側に設けられる、請求項5に記載の軟水化装置。
  7.  前記第1循環流路および前記第2循環流路はそれぞれ、前記第1バッチ処理タンクおよび前記第2バッチ処理タンクから下流側に延びた位置で合流して前記電気分解装置に接続される、請求項5又は6に記載の軟水化装置。
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