软水化装置的制作方法

1.本发明涉及得到生活用水的软水化装置。


背景技术：

2.以往，作为这种软水化装置，提出了许多使用阳离子交换树脂的软水化装置。例如，已知一种软水化装置，其使用具有钠离子来作为官能团的阳离子交换树脂(强酸性阳离子交换树脂)，将原水中所含的作为硬度成分的钙离子或镁离子离子交换为钠离子而得到软水。
3.对于阳离子交换树脂而言，若持续使用，则离子交换能力降低或消失。即，在阳离子交换树脂的作为官能团的钠离子全部与作为硬度成分的钙离子或镁离子进行了交换后，无法进行离子交换。因此，为了能够再次进行离子交换，需要进行阳离子交换树脂的再生。作为再生处理，进行将饱和食盐水等再生水通入阳离子交换树脂这样的处理。在这样的再生处理中，需要根据软水的使用量定期地补充食盐，因此存在食盐的补充耗费工夫这样的问题。另外，这样的再生处理由于使用大量的食盐而成为环境问题的原因。
4.因此，在使用弱酸性阳离子交换树脂的软水化装置中，作为不使用食盐的阳离子交换树脂的再生方法，提出有利用通过电解而生成的酸性电解水使阳离子交换树脂再生的方法(例如，参照专利文献1、2)。弱酸性阳离子交换树脂在官能团的末端具有质子，将原水中所含的钙离子或镁离子交换为氢离子而对原水进行软水化。因此，能够利用酸性电解水进行弱酸性阳离子交换树脂的再生。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2011-30973号公报
8.专利文献2：日本特开2009-165954号公报
9.专利文献3：日本特开2014-100633号公报
10.专利文献4：日本特开2014-210232号公报
11.专利文献5：日本特开2000-140840号公报


技术实现要素：

12.然而，由于用弱酸性阳离子交换树脂处理过的软水中含有大量交换出来的氢离子，因此存在处理后的软水的氢离子指数(ph)降低，而不适于生活用水这样的课题。
13.因此，本发明的目的在于提供在使用弱酸性阳离子交换树脂的软水化装置中能够生成可以用作生活用水的软水、并且能够通过再生处理较长期地维持性能的软水化装置。
14.并且，本发明的软水化装置具备：软水化槽，其利用弱酸性阳离子交换树脂对含有硬度成分的原水进行软水化；中和槽，其利用弱碱性阴离子交换树脂对流通过软水化槽的软水的ph进行中和；电解槽，其生成用于使软水化槽的弱酸性阳离子交换树脂再生的酸性电解水及使中和槽的弱碱性阴离子交换树脂再生的碱性电解水；以及处理槽，其将流通过
软水化槽的酸性电解水与流通过中和槽的碱性电解水混合并向电解槽供给。
15.根据本发明的软水化装置，在使用弱酸性阳离子交换树脂的软水化装置中，能够生成可以用作生活用水的软水，并且能够通过再生处理较长期地维持性能。
附图说明
16.图1是示出本发明的实施方式1的软水化装置的结构的概念图。
17.图2是示出该软水化装置的循环流路的图。
18.图3是示出该软水化装置的动作时的状态的图。
19.图4是示出本发明的实施方式2的软水化装置的结构的概念图。
20.图5是示出本发明的实施方式3的软水化装置的结构的概念图。
21.图6是示出该软水化装置的循环流路的图。
22.图7是示出该软水化装置的动作模式的图。
23.图8是示出本发明的实施方式4的软水化装置的结构的概念图。
24.图9是示出本发明的实施方式5的软水化装置的结构的概要图。
25.图10是示出实施方式5的实施例1的软水化装置中的钙离子量以及ph的变化的曲线图((a)是示出钙离子的推移的曲线图，(b)是示出ph的变化的曲线图)。
26.图11是示出实施方式5的实施例2的软水化装置的结构的概要图。
27.图12是示出该软水化装置的各处理步骤中的硬度变化的曲线图。
28.图13是示出本发明的实施方式6的软水化装置的结构的概要图。
29.图14是示出该软水化装置的第一处理部的结构的概要图。
30.图15是示出实施方式6的实施例3的软水化装置中的钙离子量以及ph的变化的曲线图((a)是示出钙离子的推移的曲线图，(b)是示出ph的变化的曲线图)。
31.图16是示出实施方式6的实施例4的软水化装置的由超声波振动带来的ph调节促进的效果的曲线图。
32.图17是示出实施方式6的实施例5的软水化装置的结构的概要图。
33.图18是示出该软水化装置的各处理步骤中的硬度变化的曲线图。
34.图19是示出本发明的实施方式7的软水化装置的结构的概要图。
35.图20是示出实施方式7的实施例6的软水化装置中的钙离子量以及ph的变化的曲线图((a)是示出钙离子的推移的曲线图，(b)是示出ph的变化的曲线图)。
36.图21是示出实施方式7的实施例7的软水化装置的结构的概要图。
37.图22是示出该软水化装置的各处理步骤中的硬度变化的曲线图。
38.图23是示出实施方式7的实施例8的软水化装置的基于反应时间的结晶率变化的曲线图。
39.图24是示出该软水化装置的基于反应时间的结晶颗粒直径变化的曲线图。
具体实施方式
40.本发明的软水化装置具备：软水化槽，其利用弱酸性阳离子交换树脂对含有硬度成分的原水进行软水化；中和槽，其利用弱碱性阴离子交换树脂对流通过软水化槽的软水的ph进行中和；电解槽，其生成用于使软水化槽的弱酸性阳离子交换树脂再生的酸性电解
水及使中和槽的弱碱性阴离子交换树脂再生的碱性电解水；以及处理槽，其将流通过软水化槽的酸性电解水与流通过中和槽的碱性电解水混合并向电解槽供给。
41.根据这样的结构，本发明的软水化装置能够通过软水化槽和中和槽由从外部供给的含有硬度成分的原水生成可以用作生活用水的软水。另一方面，本发明的软水化装置能够通过电解槽和处理槽使软水化槽的弱酸性阳离子交换树脂和中和槽的弱碱性阴离子交换树脂分别再生，因此能够较长期地维持软水化性能。也就是说，在使用弱酸性阳离子交换树脂的软水化装置中，能够生成可以用作生活用水的软水，并且能够通过再生处理较长期地维持性能。
42.另外，在本发明的软水化装置中，还具备：第一供给流路，其能够将酸性电解水从电解槽引出并向软水化槽的上游侧输送；第二供给流路，其能够将碱性电解水从电解槽引出并向中和槽的上游侧输送；第一回收流路，其能够将处理槽的上游侧与软水化槽的下游侧连接；以及第二回收流路，其能够将处理槽的上游侧与中和槽的下游侧连接。并且，本发明的软水化装置在软水化处理时，通过开闭阀的切换，而使从外部供给的原水依次在软水化槽和中和槽流通并排出，在再生处理时，通过开闭阀的切换，而将处理槽的水从电解槽通过第一供给流路向软水化槽供给，将流通过软水化槽的水通过第一回收流路向处理槽回收，将处理槽的水从电解槽通过第二供给流路向中和槽供给，并将流通过中和槽的水通过第二回收流路向处理槽回收。
43.这样一来，本发明的软水化装置能够容易地切换并执行软水化处理和再生处理。
44.另外，在本发明的软水化装置中，在处理槽中，流通过软水化槽的酸性电解水与流通过中和槽的碱性电解水发生反应而生成反应生成物(源于原水所含的硬度成分的反应生成物)，在处理槽与电解槽之间设置有将流通过处理槽的水所含的反应生成物分离的分离槽。
45.这样一来，本发明的软水化装置能够在再生处理中可靠地将反应生成物从自处理槽向电解槽供给的水中分离。因此，与从外部向电解槽供给含有硬度成分的原水的情况相比，从处理槽向电解槽供给的水所含的硬度成分减少。因此，本发明的软水化装置能够在电解槽或软水化槽的内部抑制由硬度成分引起的粘着物的附着。也就是说，本发明的软水化装置能够较长期地维持软水化处理以及再生处理的性能。
46.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
47.(实施方式1)
48.首先，参照图对本实施方式1的软水化装置101的结构进行说明。图1是示出本发明的实施方式1的软水化装置101的结构的概念图。需要说明的是，在图1中，概念性地示出软水化装置101的各要素。
49.软水化装置101是将从外部供给的自来水(含有硬度成分的原水)生成为可以用作生活用水的中性的软水的装置。
50.具体而言，如图1所示，软水化装置101具备来自外部的原水的流入口102、软水化槽103、中和槽104、处理后的软水的取水口105以及再生装置106。另外，再生装置106构成为包括电解槽112、处理槽113、送水泵114以及作为分离槽的过滤部129。
51.流入口102与自来水连接。软水化装置101能够利用自来水的压力从取水口105取出软水化处理后的水。
52.流入口102至取水口105由流路107、流路108、流路109连接。流路107是将流入口102至软水化槽103连接的流路。流路108是将软水化槽103至中和槽104连接的流路。流路109是将中和槽104至取水口105连接的流路。
53.换言之，流路107是将含有硬度成分的原水从流入口102向软水化槽103引导的流路。另外，流路108是将由软水化槽103软水化了的原水向中和槽104引导的流路。流路109是将通过中和槽104而被中和了的软水向取水口105引导的流路。
54.也就是说，在软水化装置101中，在软水化处理中，从外部供给的自来水依次在流入口102、流路107、软水化槽103、流路108、中和槽104、流路109、取水口105流通，而作为中性的软水被排出。
55.在软水化槽103填充有弱酸性阳离子交换树脂110，在中和槽104填充有弱碱性阴离子交换树脂111。
56.在此，作为弱酸性阳离子交换树脂110，没有特别限制，能够使用通用的弱酸性阳离子交换树脂，例如可以举出以羧基(-cooh)作为交换基的弱酸性阳离子交换树脂。另外，作为羧基的抗衡离子的氢离子(h

)也可以为金属离子、铵离子(nh
4
)等阳离子。
57.另外，作为弱碱性阴离子交换树脂111，没有特别限制，能够使用通用的弱碱性阴离子交换树脂，例如可以举出为游离碱的离子型的弱碱性阴离子交换树脂。
58.软水化槽103通过弱酸性阳离子交换树脂110的作用对含有硬度成分的原水进行软水化。更详细而言，软水化槽103具备在官能团的末端具有氢离子的弱酸性阳离子交换树脂110。软水化槽103将流通的水(原水)所含的作为硬度成分的阳离子(钙离子、镁离子)与氢离子进行交换，因此原水的硬度降低，从而能够对原水进行软水化。另外，由于弱酸性阳离子交换树脂110的官能团的末端为氢离子，因此能够在后述的再生处理中，使用酸性电解水进行弱酸性阳离子交换树脂110的再生。
59.从流路107向软水化槽103通入含有硬度成分的原水，并使该原水通过填充于软水化槽103的内部的弱酸性阳离子交换树脂110，从而使含有硬度成分的原水作为软水经由流路108通向中和槽104。但是，被弱酸性阳离子交换树脂110处理过的软水含有大量与硬度成分交换出来的氢离子。
60.中和槽104通过弱碱性阴离子交换树脂111的作用对从软水化槽103出来的含有氢离子的软水(酸性化了的软水)的ph进行中和，从而将其转换为中性水(中性的软水)。更详细而言，中和槽104具备弱碱性阴离子交换树脂111，利用负离子(阴离子)吸附来自软水化槽103的软水所含的氢离子，因此软水的ph降低，能够成为中性的软水。另外，由于弱碱性阴离子交换树脂111的官能团的末端为阴离子，因此能够在后述的再生处理中，使用碱性电解水进行弱碱性阴离子交换树脂111的再生。
61.从流路108向中和槽104通入含有氢离子的软水，并使该软水通过填充于中和槽104的内部的弱碱性阴离子交换树脂111，从而对从软水化槽103出来的酸性化了的软水进行中和，使其作为中性的软水经由流路109通向外部。
62.再生装置106是使软水化槽103的弱酸性阳离子交换树脂110再生并且使中和槽104的弱碱性阴离子交换树脂111再生的设备。具体而言，如上所述，再生装置106构成为包括电解槽112、处理槽113、送水泵114以及过滤部129。并且，再生装置106通过第一供给流路116、第一回收流路117、第二供给流路118以及第二回收流路119而与流入口102至取水口
105的流路107、流路108以及流路109分别连接，并构成后述的循环流路115(第一循环流路115a、第二循环流路115b)。
63.电解槽112使用设置于内部的电极133对进入的水(从处理槽113供给的水)进行电解，由此生成酸性电解水和碱性电解水并将它们排出。具体而言，电解槽112将酸性电解水经由第一供给流路116向软水化槽103供给，将碱性电解水经由第二供给流路118向中和槽104供给。详细内容将后述，但通过电解槽112而生成的酸性电解水用于软水化槽103的弱酸性阳离子交换树脂110的再生，通过电解槽112而生成的碱性电解水用于中和槽104的弱碱性阴离子交换树脂111的再生。
64.处理槽113是具备排气阀132的罐或容器。处理槽113确保并贮存在使弱酸性阳离子交换树脂110和弱碱性阴离子交换树脂111再生时在循环流路115内循环的水。另外，处理槽113将流通过软水化槽103的含有硬度成分的酸性电解水与流通过中和槽104的含有阴离子的碱性电解水混合，并向电解槽112供给。在处理槽113中，由于混合后的硬度成分与碱性电解水发生反应而生成反应生成物(源于原水所含的硬度成分的反应生成物)。
65.更详细而言，经由第一回收流路117向处理槽113通入使软水化槽103内的弱酸性阳离子交换树脂110再生后的、含有硬度成分的酸性电解水。另外，经由第二回收流路119向处理槽113通入使中和槽104内的弱碱性阴离子交换树脂111再生后的、含有阴离子的碱性电解水。并且，在处理槽113中，将含有硬度成分的酸性电解水与含有阴离子的碱性电解水混合，硬度成分与碱性电解水发生反应。例如，在酸性电解水中的硬度成分为钙离子的情况下，由于与碱性电解水混合，而产生碳酸钙、或引起产生氢氧化钙的反应。并且，反应后的硬度成分能够作为反应生成物分离。
66.需要说明的是，“硬度成分发生反应”不仅包括硬度成分全部发生反应的状态，也包括在处理槽113中含有未发生反应的成分或超过溶度积的成分的状态。
67.然后，通过处理槽113使硬度成分发生反应而得到的处理水被通入电解槽112，在电解槽112中被电解，成为酸性电解水以及碱性电解水并被向软水化槽103以及中和槽104分别供给。然后，酸性电解水以及碱性电解水在分别在软水化槽103以及中和槽104中被再利用后，被再次向处理槽113通入(回收)。因此，在本实施方式中，能够对以往被废弃的、在弱酸性阳离子交换树脂110的再生以及弱碱性阴离子交换树脂111的再生中使用过的酸性电解水以及碱性电解水进行再利用。并且，由于对硬度成分发生反应而得到的水进行再利用，因此能够抑制使弱酸性阳离子交换树脂110再生时的再生效率的降低。
68.送水泵114是在由再生装置106进行的再生处理时使水在循环流路115循环的设备。送水泵114设置于将处理槽113与电解槽112之间连通连接的送水流路127。需要说明的是，送水泵114优选配置在电解槽112的上游侧且处理槽113的下游侧的位置。采用这样的配置是因为容易利用一个送水泵114使水在后述的第一循环流路115a和第二循环流路115b循环。
69.过滤部129设置于从处理槽113向电解槽112连接的送水流路127的前段。并且，过滤部129将流通过处理槽113的水所含的反应生成物(由于流通过软水化槽103的含有硬度成分的酸性电解水与流通过中和槽104的含有阴离子的碱性电解水发生反应而生成的反应生成物)分离。
70.过滤部129只要能够将处理槽113中的与硬度成分的反应生成物分离则其方式不
限。例如，可以举出采用使用了粒状过滤材料的过滤层、旋流型的固液分离机、中空纤维膜等的方式。
71.在过滤层中使用的粒状过滤材料的目的在于捕捉并去除硬度成分，但根据具有吸附于粒状过滤材料的表面电位的颗粒、原水中的离子等的存在状态，也能够去除颗粒直径约为1μm～10μm的颗粒或色度。粒状过滤材料能够使用以过滤砂为代表的颗粒状的纤维过滤材料等适合于去除对象物的过滤材料。粒状过滤材料的材质例如为砂、无烟煤、石榴石、陶瓷、粒状活性炭、羟基氧化铁、锰砂等在水中沉降且具有不易因压力而变形的硬度的材质即可。使用颗粒直径例如为0.3mm～5.0mm且均匀系数为1.2～2.0等的材质较佳。
72.另外，将比重不同的多个种类的过滤材料混合使用的多层过滤法是将尺寸不同的颗粒从小的颗粒起依次从下方层叠来作为进行过滤的层的方法。在多层过滤法中，通常将比重较大而尺寸较小的颗粒与比重较小而尺寸较大的颗粒混合而得到多层结构。多层过滤法与使用单一种类的过滤材料相比，具有每单位体积的过滤效率较高且另一方面能够将水头损失抑制得较低等优点，因此优选。作为粒状过滤材料，例如将颗粒直径为0.3mm的石榴石、颗粒直径为0.6mm的砂和颗粒直径为1.0mm的无烟煤以2∶1∶1混合使用，但优选根据浑浊物质的颗粒特性来调整混合比率或颗粒直径。
73.另一方面，旋流型的固液分离机是利用离心力代替重力而将从处理槽113流出的含有硬度成分的水分级分离为含有小尺寸的结晶的原水和含有大尺寸的结晶的原水的装置。
74.接下来，参照图2以及图3对软水化装置101的循环流路115进行说明。图2是示出软水化装置101的循环流路115的图。图3是示出软水化装置101的动作时的状态的图。
75.虽然说明重复，但如图2所示，在软水化装置101中，构成再生装置106的电解槽112以及处理槽113被送水流路127连通连接。另外，电解槽112以及处理槽113通过第一供给流路116、第一回收流路117、第二供给流路118以及第二回收流路119而与流入口102至取水口105的流路107、流路108以及流路109分别连通连接。并且，在再生装置106中，构成循环流路115。
76.第一供给流路116是从电解槽112向软水化槽103供给酸性电解水的流路。即，软水化装置101具备第一供给流路116，该第一供给流路116能够将酸性电解水从电解槽112引出并向软水化槽103的上游侧输送。在第一供给流路116具备开闭阀120。
77.并且，第一回收流路117是将通过了软水化槽103的含有硬度成分的水向处理槽113回收的流路。即，软水化装置101具备第一回收流路117，该第一回收流路117能够将处理槽113的上游侧与软水化槽103的下游侧连接。在第一回收流路117具备开闭阀121。
78.第二供给流路118是从电解槽112向中和槽104供给碱性电解水的流路。即，软水化装置101具备第二供给流路118，该第二供给流路118能够将碱性电解水从电解槽112引出并向中和槽104的上游侧输送。在第二供给流路118具备开闭阀122。
79.并且，第二回收流路119是将通过了中和槽104的水向处理槽113回收的流路。即，软水化装置101具备第二回收流路119，该第二回收流路119能够将处理槽113的上游侧与中和槽104的下游侧连接。在第二回收流路119具备开闭阀123。
80.循环流路115包括在软水化槽103流通的第一循环流路115a以及在中和槽104流通的第二循环流路115b。
81.如图2(白箭头)所示，第一循环流路115a是使通过送水泵114而从处理槽113送出的水在电解槽112和软水化槽103流通并返回处理槽113而循环的流路。更详细而言，第一循环流路115a是使通过送水泵114而从处理槽113送出的水依次在送水流路127、电解槽112、第一供给流路116(开闭阀120)、软水化槽103、第一回收流路117(开闭阀121)、处理槽113流通而循环的流路。
82.如图2(黑箭头)所示，第二循环流路115b是使通过送水泵114而从处理槽113送出的水在电解槽112和中和槽104流通并返回处理槽113而循环的流路。更详细而言，第二循环流路115b是使通过送水泵114而从处理槽113送出的水依次在送水流路127、电解槽112、第二供给流路118(开闭阀122)、中和槽104、第二回收流路119(开闭阀123)、处理槽113流通而循环的流路。
83.在此，为了使水(处理水)在循环流路115中循环，在流路107中，在流入口102的下游侧设置有开闭阀124。并且，通过关闭开闭阀124并打开开闭阀120，而成为第一供给流路116与软水化槽103的上游侧连通连接的状态。由此，软水化装置101能够将来自电解槽112的酸性电解水向软水化槽103供给。
84.另外，在流路108中，在第一回收流路117的下游侧且第二供给流路118的上游侧的位置设置有开闭阀125。并且，通过关闭开闭阀125并打开开闭阀121，而成为第一回收流路117与软水化槽103的下游侧连通连接的状态。由此，能够将流通过软水化槽103的水(含有硬度成分的酸性电解水)向处理槽113回收。
85.另外，通过关闭开闭阀125并打开开闭阀122，而成为第二供给流路118与中和槽104的上游侧连通连接的状态。由此，软水化装置101能够将来自电解槽112的碱性电解水向中和槽104供给。
86.另外，在流路109中，在中和槽104的下游侧设置有开闭阀126。并且，通过关闭开闭阀126并打开开闭阀123，而成为第二回收流路119与中和槽104的下游侧连通连接的状态。由此，能够将通过了第二回收流路119的水(含有阴离子的碱性电解水)向处理槽113回收。
87.另外，在送水流路127中，在处理槽113的下游侧(处理槽113与送水泵114之间的位置)设置有开闭阀130。并且，通过打开开闭阀130，能够使水向循环流路115的循环开始，另一方面，通过关闭开闭阀130，能够使水向循环流路115的循环停止。
88.接下来，对软水化装置101中的软水化处理以及再生处理进行说明。
89.在软水化处理以及再生处理中，如图3所示，软水化装置101所具备的控制部(未图示)以对开闭阀120、开闭阀121、开闭阀122、开闭阀123、开闭阀124、开闭阀125、开闭阀126、开闭阀130、开闭阀131、电解槽112的电极133以及送水泵114进行切换而成为各个流通状态的方式进行控制。需要说明的是，控制部具有计算机系统，该计算机系统具有处理器以及存储器。并且，通过处理器执行保存于存储器的程序，从而计算机系统作为控制部而发挥功能。处理器所执行的程序在此预先记录于计算机系统的存储器，但也可以记录于存储卡等非暂时性的记录介质而被提供，也可以通过因特网等电气通信线路而被提供。
90.在此，图3中的“on”分别表示该开闭阀“打开”了的状态、电极133通电着的状态、送水泵114进行动作的状态。空栏表示该开闭阀“关闭”了的状态、电极133未通电的状态、使送水泵114停止着的状态。需要说明的是，开闭阀120、开闭阀121、开闭阀122、开闭阀123、开闭阀124、开闭阀125、开闭阀126以及开闭阀130相当于本发明的“开闭阀”。
91.《软水化处理》
92.首先，参照图3的“软水化时”栏对由软水化装置101进行的软水化处理时的动作进行说明。
93.如图3所示，软水化装置101在软水化处理(软水化时)中在打开开闭阀124和开闭阀125的状态下将设置于取水口105的开闭阀126打开。由此，软水化装置101使来自外部的自来水(含有硬度成分的原水)在软水化槽103和中和槽104流通，因此能够从取水口105取出软水化了的水(中性的软水)。此时，开闭阀120、开闭阀121、开闭阀122、开闭阀123以及开闭阀130均为关闭的状态。另外，电解槽112的电极133以及送水泵114也为停止的状态。
94.具体而言，如图2所示，在软水化处理中，利用自来水的压力使供给的原水从流入口102通过流路107而向软水化槽103供给。然后，被供给到软水化槽103的原水在配备于软水化槽103内的弱酸性阳离子交换树脂110流通。此时，原水中的作为硬度成分的阳离子由于弱酸性阳离子交换树脂110的作用而被吸附，并释放出氢离子(进行离子交换)。然后，从原水中去除阳离子，从而对原水进行软水化。被软水化了的水进一步通过流路108而向中和槽104前进。在中和槽104中，通过弱碱性阴离子交换树脂111的作用而吸附被软水化了的水所含的氢离子。也就是说，氢离子被从处理后的软水中去除，因此降低了的ph上升，从而能够从取水口105取出软水化了的中性水来作为生活用水。
95.《再生处理》
96.接下来，参照图3的“水注入时”、“再生时”以及“排水时”栏，依次对由软水化装置101的再生装置106进行的再生处理时的动作进行说明。
97.对于填充有弱酸性阳离子交换树脂110的软水化槽103而言，若持续使用，则阳离子交换能力降低或消失。即，在阳离子交换树脂的作为官能团的氢离子全部与作为硬度成分的钙离子或镁离子进行了交换后，无法进行离子交换。因此，在软水化装置101中，每隔规定的时间进行由再生装置106进行的软水化槽103以及中和槽104的再生处理。
98.首先，如图3所示，在水注入时，即在由再生装置106进行的软水化槽103以及中和槽104的再生的初期，软水化装置101将开闭阀124以及开闭阀121打开。由此，软水化装置101利用自来水的压力使原水从流入口102通过软水化槽103向处理槽113导入。此时，开闭阀120、开闭阀125、开闭阀130以及开闭阀131关闭。通过在处理槽113贮存规定的量的水，再生装置106能够确保再生时的水的量。
99.接下来，当在再生时关闭开闭阀124和开闭阀126并打开开闭阀120、开闭阀121、开闭阀122、开闭阀123以及开闭阀130时，如图2所示那样分别形成第一循环流路115a和第二循环流路115b。
100.然后，当使电解槽112的电极133以及送水泵114进行动作时，贮存于处理槽113的水在第一循环流路115a以及第二循环流路115b分别循环。
101.此时，在电解槽112中生成的酸性电解水通过第一供给流路116被向软水化槽103内输送，并在内部的弱酸性阳离子交换树脂110流通。即，通过使酸性电解水在弱酸性阳离子交换树脂110流通，从而吸附于弱酸性阳离子交换树脂110的阳离子(硬度成分)与酸性电解水所含的氢离子发生离子交换反应。由此，弱酸性阳离子交换树脂110再生。之后，流通过弱酸性阳离子交换树脂110的酸性电解水含有阳离子，并向第一回收流路117流入。即，流通过弱酸性阳离子交换树脂110的含有阳离子的酸性电解水经由第一回收流路117被回收到
处理槽113内。
102.另一方面，在电解槽112中生成的碱性电解水通过第二供给流路118被向中和槽104内输送，并在内部的弱碱性阴离子交换树脂111流通。即，通过使碱性电解水在弱碱性阴离子交换树脂111流通，从而吸附于弱碱性阴离子交换树脂111的阴离子与碱性电解水所含的氢氧化物离子发生离子交换反应。由此，弱碱性阴离子交换树脂111再生。然后，流通过弱碱性阴离子交换树脂111的碱性电解水含有阴离子，并向第二回收流路119流入。即，流通过弱碱性阴离子交换树脂111的含有阴离子的碱性电解水经由第二回收流路119被回收到处理槽113内。
103.然后，在处理槽113内，从软水化槽103回收的含有阳离子的酸性电解水与从中和槽104回收的含有阴离子的碱性电解水混合。此时，在处理槽113内，酸性电解水中的作为阳离子的硬度成分与碱性电解水发生反应。例如，在酸性电解水中的硬度成分为钙离子的情况下，发生在碱性电解水的作用下产生氢氧化钙、或与常存于水中的碳酸根离子结合而产生碳酸钙的反应。
104.然后，在处理槽113中处理过的水在过滤部129流通时被去除反应生成物，并经由送水流路127被再次通入电解槽112。然后，被通入的水在电解槽112中被再次电解。
105.在此，在电解槽112中被再次电解了的电解水(酸性电解水、碱性电解水)分别供弱酸性阳离子交换树脂110和弱碱性阴离子交换树脂111再生。也就是说，对于在弱酸性阳离子交换树脂110的再生中使用过的酸性电解水而言，在处理槽113中，从硬度成分变化为反应生成物并被过滤了的状态再次作为电解水被再利用。并且，再利用的电解酸性水与来自外部的自来水(含有硬度成分的原水)的情况或不具备处理槽113的情况相比，水所含的硬度成分减少。另外，在电解槽112中进行电解时，作为阳离子的硬度成分被向碱性电解水电解，因此酸性电解水的硬度降低，从而能够抑制再生效率的降低。并且，能够在电解槽112以及软水化槽103的内部，抑制由硬度成分引起的粘着物的附着。
106.最后，当再生处理结束时(排水时)，停止电解槽112的电极133的通电，使送水泵114的动作停止。并且，当打开开闭阀131时，通过排气阀132的作用，而将处理槽113内的水向外部排出。
107.如上所述，在软水化装置101中，反复执行软水化处理和再生处理。
108.以上，根据实施方式1的软水化装置101，能够享有以下的效果。
109.(1)软水化装置101构成为具备：软水化槽103，其利用弱酸性阳离子交换树脂110对含有硬度成分的原水进行软水化；中和槽104，其利用弱碱性阴离子交换树脂111对流通过软水化槽103的软水的ph进行中和；电解槽112，其生成用于使软水化槽103的弱酸性阳离子交换树脂110再生的酸性电解水及用于使中和槽104的弱碱性阴离子交换树脂111再生的碱性电解水；以及处理槽113，其将流通过软水化槽103的酸性电解水与流通过中和槽104的碱性电解水混合并向电解槽112供给。
110.由此，软水化装置101能够通过软水化槽103和中和槽104由从外部供给的自来水(含有硬度成分的原水)生成可以用作生活用水的中性的软水。另一方面，软水化装置101能够通过电解槽112和处理槽113使软水化槽103的弱酸性阳离子交换树脂110和中和槽104的弱碱性阴离子交换树脂111分别再生。因此，软水化装置101能够较长期地维持软水化性能。也就是说，使用弱酸性阳离子交换树脂110的软水化装置101能够生成可以用作生活用水的
中性的软水，并且能够通过再生处理较长期地维持性能。
111.(2)软水化装置101构成为具备：第一供给流路116，其能够将酸性电解水从电解槽112引出并向软水化槽103的上游侧输送；第二供给流路118，其能够将碱性电解水从电解槽112引出并向中和槽104的上游侧输送；第一回收流路117，其能够将处理槽113的上游侧与软水化槽103的下游侧连接；以及第二回收流路119，其能够将处理槽113的上游侧与中和槽104的下游侧连接。并且，软水化装置101在软水化处理时，通过各开闭阀的切换，而使从外部供给的原水依次在软水化槽103、中和槽104流通并排出，在再生处理时，通过各开闭阀的切换，而将处理槽113的水从电解槽112通过第一供给流路116向软水化槽103供给，将流通过软水化槽103的水通过第一回收流路117向处理槽113回收，将处理槽113的水从电解槽112通过第二供给流路118向中和槽104供给，并将流通过中和槽104的水通过第二回收流路119向处理槽113回收。由此，软水化装置101能够容易地切换并执行软水化处理和再生处理。
112.(3)在软水化装置101中，在处理槽113中，流通过软水化槽103的酸性电解水与流通过中和槽104的碱性电解水发生反应而生成反应生成物(源于原水所含的硬度成分的反应生成物)，在处理槽113与电解槽112之间设置有将流通过处理槽113的水所含的反应生成物分离的过滤部129。
113.由此，软水化装置101能够在再生处理中可靠地将反应生成物从自处理槽113向电解槽112供给的水中分离。因此，与从外部向电解槽112供给含有硬度成分的原水的情况相比，从处理槽113向电解槽112供给的水所含的硬度成分减少。因此，软水化装置101能够在电解槽112或软水化槽103的内部抑制由硬度成分引起的粘着物的附着。也就是说，软水化装置101能够较长期地维持软水化处理以及再生处理的性能。
114.(实施方式2)
115.本发明的实施方式2的软水化装置101a在中和槽104由第一中和槽104a和第二中和槽104b构成这一点、以及具备原水供给流路137这一点上与实施方式1的软水化装置101不同。除此以外的软水化装置101a的结构与实施方式1的软水化装置101相同。以下，适当省略对实施方式1中说明过的内容的再度说明，主要对与实施方式1不同的点进行说明。
116.首先，参照图4对本发明的实施方式2的软水化装置101a的结构进行说明。图4是示出本发明的实施方式2的软水化装置101a的结构的概念图。
117.与实施方式1的软水化装置101同样地，软水化装置101a是将从外部供给的自来水(含有硬度成分的原水)生成为可以用作生活用水的中性的软水的装置。
118.具体而言，如图4所示，软水化装置101a具备来自外部的原水的流入口102、软水化槽103、第一中和槽104a、第二中和槽104b、处理后的软水的取水口105、再生装置106以及原水供给流路137。再生装置106的结构与实施方式1的软水化装置101相同。
119.流入口102与自来水连接。软水化装置101a能够利用自来水的压力从取水口105取出软水化处理后的水。
120.流入口102至取水口105由流路107、流路108、流路109a、流路109b连接。流路107是将流入口102至软水化槽103连接的流路。流路108是将软水化槽103与第一中和槽104a连接的流路。流路109a是将第一中和槽104a至第二中和槽104b连接的流路。流路109b是将第二中和槽104b至取水口105连接的流路。
121.换言之，流路107是将含有硬度成分的原水从流入口102向软水化槽103引导的流路。另外，流路108是将由软水化槽103软水化了的原水向第一中和槽104a引导的流路。流路109a是将由第一中和槽104a中和了的软水向第二中和槽104b引导的流路。流路109b是将由第二中和槽104b中和了的软水向取水口105引导的流路。
122.也就是说，在软水化装置101a中，在软水化处理中，从外部供给的自来水依次在流入口102、流路107、软水化槽103、流路108、第一中和槽104a、流路109a、第二中和槽104b、流路109b、取水口105流通，而作为中性的软水被排出。
123.在软水化槽103填充有弱酸性阳离子交换树脂110，在第一中和槽104a填充有弱碱性阴离子交换树脂111。另外，第二中和槽104b构成为具备文丘里管134。
124.软水化槽103通过弱酸性阳离子交换树脂110的作用对含有硬度成分的原水进行软水化。详细内容与实施方式1的软水化装置101相同。
125.从流路107向软水化槽103通入含有硬度成分的原水，并使该原水通过填充于软水化槽103的内部的弱酸性阳离子交换树脂110，从而使含有硬度成分的原水作为软水从流路108通向第一中和槽104a。但是，被弱酸性阳离子交换树脂110处理过的软水含有大量与硬度成分交换出来的氢离子。
126.第一中和槽104a通过弱碱性阴离子交换树脂111a的作用对从软水化槽103出来的含有大量氢离子的软水(酸性化了的软水)的ph进行中和，并将其转换为弱酸性水(弱酸性的软水)。作用的详细内容与实施方式1的软水化装置101相同，但与软水化装置101相比，弱碱性阴离子交换树脂111a的需要量得到大幅抑制。软水化装置101利用弱碱性阴离子交换树脂111将从软水化槽103出来的酸性化了的软水中和至中性，但软水化装置101a通过第一中和槽104a进行至弱酸性而非中性的中和。由此，在第一中和槽104a中，相对于从软水化槽103出来的酸性化了的软水所需的中和量变小，因此能够大幅抑制弱碱性阴离子交换树脂111a的需要量。
127.从流路108向第一中和槽104a通入含有大量氢离子的软水，并使该软水通过填充于第一中和槽104a的内部的弱碱性阴离子交换树脂111a，从而对从软水化槽103出来的酸性化了的软水进行中和，而使其作为弱酸性的软水经由流路109a通向第二中和槽104b。
128.第二中和槽104b通过基于文丘里管134的空气曝气的作用对从第一中和槽104a出来的弱酸性水(弱酸性的软水)的ph进行中和，从而将其转换为中性水(中性的软水)。更详细而言，第二中和槽104b具备文丘里管134，通过使弱酸性的软水从流路109a流向第二中和槽104b，而在文丘里管134内产生压力变化，吸入外部的空气。被吸入的空气作为微泡被向从第一中和槽104a出来的弱酸性的软水中放出。从第一中和槽104a出来的弱酸性的软水中含有单体碳酸，第二中和槽104b通过放出到软水中的微泡将软水中的单体碳酸向空气中放出，进一步对从第一中和槽104a出来的弱酸性的软水进行中和，并将其转换为中性水。
129.向第二中和槽104b通入从第一中和槽104a出来的弱酸性的软水，并使该软水通过第二中和槽104b所具备的文丘里管134，从而对从第一中和槽104a出来的弱酸性的软水进行中和，而使其作为中性的软水通过流路109b通向外部。
130.原水供给流路137与流路107以及流路109b连接，是在再生处理时将从流入口102进入的原水从流路107向流路109b迂回供给的流路。原水供给流路137与流路107的连接部分位于比流路107与第一供给流路116的连接部分靠上游侧的位置。另外，在原水供给流路
137与流路107的连接部分以及原水供给流路137与流路109b的连接部分分别设置有三通阀135以及三通阀136。在再生处理时，通过切换三通阀135以及三通阀136，能够将从流入口102进入的原水经由流路107、原水供给流路137以及流路109b从取水口105取出。假设在不具备原水供给流路137的情况下，不存在从流入口102供给的原水的流路，而无法从取水口105取出水。这是因为，在再生处理时，从第一供给流路116向软水化槽103用于再生的电解水，并从第二供给流路118向第一中和槽104a通入用于再生的电解水。与此相对地，实施方式2的软水化装置101a具备原水供给流路137，因此虽然无法从取水口105取出软水，但即使在再生处理时也能够从取水口105取出原水，能够将原水用作生活用水。
131.关于再生装置106，与实施方式1的软水化装置101相同，但软水化装置101中具备的开闭阀124以及开闭阀126分别变更为三通阀135以及三通阀136。在软水化装置101a中，软水化装置101中的开闭阀124以及开闭阀126的关闭分别通过三通阀135以及三通阀136的切换来应对。
132.关于软水化装置101a中的软水化处理以及再生处理，与软水化装置101相同，因此省略说明。
133.以上，根据实施方式2的软水化装置101a，能够享有以下的效果。
134.(1)软水化装置101a构成为具备：软水化槽103，其利用弱酸性阳离子交换树脂110对含有硬度成分的原水进行软水化；第一中和槽104a，其利用弱碱性阴离子交换树脂111a对流通过软水化槽103的软水的ph进行中和；第二中和槽104b，其通过基于文丘里管134的空气曝气对流通过第一中和槽104a的软水进行中和；电解槽112，其生成用于使软水化槽103的弱酸性阳离子交换树脂110再生的酸性电解水、以及使第一中和槽104a的弱碱性阴离子交换树脂111a再生的碱性电解水；以及处理槽113，其将流通过软水化槽103的酸性电解水与流通过第一中和槽104a的碱性电解水混合并向电解槽112供给。
135.由此，软水化装置101a能够通过软水化槽103、第一中和槽104a以及第二中和槽104b由从外部供给的自来水(含有硬度成分的原水)生成可以用作生活用水的中性的软水。另一方面，软水化装置101a能够通过电解槽112和处理槽113使软水化槽103的弱酸性阳离子交换树脂110和第一中和槽104a的弱碱性阴离子交换树脂111a分别再生。因此，软水化装置101a能够较长期地维持软水化性能。也就是说，使用弱酸性阳离子交换树脂110的软水化装置101a能够生成可以用作生活用水的中性的软水，并且能够通过再生处理较长期地维持性能。
136.(2)软水化装置101a构成为具备：第一供给流路116，其能够将酸性电解水从电解槽112引出并向软水化槽103的上游侧输送；第二供给流路118，其能够将碱性电解水从电解槽112引出并向中和槽104的上游侧输送；第一回收流路117，其能够将处理槽113的上游侧与软水化槽103的下游侧连接；以及第二回收流路119，其能够将处理槽113的上游侧与中和槽104的下游侧连接。并且，软水化装置101a在软水化处理时，通过各开闭阀以及三通阀的切换，而使从外部供给的原水依次在软水化槽103、第一中和槽104a、第二中和槽104b流通并排出，在再生处理时，通过各开闭阀以及三通阀的切换，而将处理槽113的水从电解槽112通过第一供给流路116向软水化槽103供给，将流通过软水化槽103的水通过第一回收流路117向处理槽113回收，将处理槽113的水从电解槽112通过第二供给流路118向第一中和槽104a供给，并将流通过第一中和槽104a的水通过第二回收流路119向处理槽113回收。由此，
软水化装置101a能够容易地切换并执行软水化处理和再生处理。
137.(3)在软水化装置101a中，在处理槽113中，流通过软水化槽103的酸性电解水与流通过第一中和槽104a的碱性电解水发生反应而生成反应生成物(源于原水所含的硬度成分的反应生成物)，在处理槽113与电解槽112之间设置有将流通过处理槽113的水所含的反应生成物分离的过滤部129。
138.由此，软水化装置101a能够在再生处理中可靠地将反应生成物从自处理槽113向电解槽112供给的水中分离。因此，与从外部向电解槽112供给含有硬度成分的原水的情况相比，从处理槽113向电解槽112供给的水所含的硬度成分减少。因此，软水化装置101a能够在电解槽112或软水化槽103的内部抑制由硬度成分引起的粘着物的附着。也就是说，软水化装置101a能够较长期地维持软水化处理以及再生处理的性能。
139.(4)在软水化装置101a中，中和槽构成为具有：第一中和槽104a，其利用弱碱性阴离子交换树脂111a对流通过软水化槽103的软水的ph进行中和；以及第二中和槽104b，其通过基于文丘里管134的空气曝气对流通过第一中和槽104a的软水进行中和。由此，与软水化装置101那样仅利用弱碱性阴离子交换树脂111中和为中性的情况相比，软水化装置101a减少弱碱性阴离子交换树脂111a所需的中和量。因此，软水化装置101a能够大幅抑制弱碱性阴离子交换树脂111a的需要量。这也可以说是能够使具备弱碱性阴离子交换树脂111a的第一中和槽104a小型化。
140.以上，基于实施方式1以及实施方式2对本发明进行了说明，但容易推测的是，本发明丝毫不被上述的实施方式1以及实施方式2所限定，而能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良变形。
141.实施方式2的软水化装置101a设置有用于在再生处理时将从流入口102进入的原水从流路107向流路109b迂回供给的原水供给流路137，但并不限定于此。例如，也可以在软水化装置101a中如实施方式1的软水化装置101那样不设置原水供给流路137，也可以在实施方式1的软水化装置101中设置原水供给流路137。由此，软水化装置101或软水化装置101a的设计自由度提高。
142.另外，对实施方式1的软水化装置101以及实施方式2的软水化装置101a能够生成中性的软水的情况进行了说明。但是，也可以是，对于实施方式1的软水化装置101以及实施方式2的软水化装置101a而言，并不限定于中性的软水，而能够生成可以用作生活用水的液性、例如弱酸性的软水。即，也可以以对从软水化槽103出来的酸性化了的软水进行中和而将其转换为可以用作生活用水的液性的软水的方式对实施方式1的中和槽104和实施方式2的第一中和槽104a以及第二中和槽104b进行变形。
143.(实施方式3)
144.本发明的实施方式3涉及得到生活用水的软水化装置。
145.以往，作为这种软水化装置，提出了许多使用阳离子交换树脂的软水化装置。例如，已知一种软水化装置，其使用具有钠离子来作为官能团的阳离子交换树脂(强酸性阳离子交换树脂)，将原水中所含的作为硬度成分的钙离子或镁离子离子交换为钠离子而得到软水。
146.对于阳离子交换树脂而言，若持续使用，则离子交换能力降低或消失。即，在阳离子交换树脂的作为官能团的钠离子全部与作为硬度成分的钙离子或镁离子进行了交换后，
无法进行离子交换。因此，为了能够再次进行离子交换，需要进行阳离子交换树脂的再生。作为再生处理，进行将饱和食盐水等再生水通入阳离子交换树脂这样的处理。在这样的再生处理中，需要根据软水的使用量定期地补充食盐，因此存在食盐的补充耗费工夫这样的问题。另外，这样的再生处理由于使用大量的食盐而成为环境问题的原因。
147.因此，作为不使用食盐的阳离子交换树脂的再生方法，提出有利用通过电解而生成的酸性电解水使阳离子交换树脂再生的方法(弱酸性阳离子交换树脂)(例如，参照专利文献1、2)。弱酸性阳离子交换树脂在官能团的末端具有质子，能够将原水中所含的钙离子或镁离子交换为氢离子而得到软水。该方法能够利用电解水进行再生，因此能够进行自动再生。
148.然而，在这样的使用水的电解来抑制ph的降低的软水化装置中，在软水化时也需要电解，流量较少，作为生活用水水量不足而不方便。
149.因此，本发明的目的在于提供能够不进行弱酸性阳离子交换树脂的更换作业地较长期地去除水中的硬度成分、且也能够确保作为生活用水的流量的软水化装置。
150.本发明的软水化装置生成软水，且具备：软水化槽，其利用弱酸性阳离子交换树脂对含有硬度成分的原水进行软水化；以及中和槽，其通过碳酸钙的缓释对通过了软水化槽的软水的ph进行中和，其中，该软水化装置具备再生装置，该再生装置具有生成用于使弱酸性阳离子交换树脂再生的酸性电解水、以及碱性电解水的电解槽，并利用通过电解槽而生成的酸性电解水使弱酸性阳离子交换树脂再生，再生装置具有在再生时使从软水化槽排出的硬度成分与从电解槽排出的碱性电解水发生反应的处理槽，并形成有：第一供给流路，其能够将酸性水从电解槽引出并向软水化槽的上游侧输送；回收流路，其能够将软水化槽的下游侧与处理槽的上游侧连接；送水流路，其将处理槽的下游侧与电解槽的上游侧连接；第二供给流路，其能够将碱性电解水从电解槽引出并向处理槽输送；以及循环流路，其使弱酸性阳离子交换树脂的再生时的水循环，在弱酸性阳离子交换树脂的再生的初期，利用开闭阀的切换而使原水通过弱酸性阳离子交换树脂并贮存于处理槽。
151.本发明的软水化装置能够不进行弱酸性阳离子交换树脂的更换作业地较长期地去除水中的硬度成分，并且也能够确保作为生活用水的流量。
152.本发明的软水化装置生成软水，且具备：软水化槽，其利用弱酸性阳离子交换树脂对含有硬度成分的原水进行软水化；以及中和槽，其通过碳酸钙的缓释对通过了软水化槽的软水的ph进行中和，其中，该软水化装置具备再生装置，该再生装置具有生成用于使弱酸性阳离子交换树脂再生的酸性电解水、以及碱性电解水的电解槽，并利用通过电解槽而生成的酸性电解水使弱酸性阳离子交换树脂再生，再生装置具有在再生时使从软水化槽排出的硬度成分与从电解槽排出的碱性电解水发生反应的处理槽，并形成有：第一供给流路，其能够将酸性水从电解槽引出并向软水化槽的上游侧输送；回收流路，其能够将软水化槽的下游侧与处理槽的上游侧连接；送水流路，其将处理槽的下游侧与电解槽的上游侧连接；第二供给流路，其能够将碱性电解水从电解槽引出并向处理槽输送；以及循环流路，其使弱酸性阳离子交换树脂的再生时的水循环，在弱酸性阳离子交换树脂的再生的初期，利用开闭阀的切换而使原水通过弱酸性阳离子交换树脂并贮存于处理槽。
153.由此，本发明的软水化装置能够通过软水化槽和中和槽的作用生成可以用作生活用水的软水，并且能够通过再生装置的作用较长期地维持性能。
154.另外，本发明的软水化装置还在处理槽与电解槽之间具备将通过了处理槽的水的与硬度成分的反应生成物分离的过滤部。
155.在处理槽内，含有阳离子的酸性电解水与含有阴离子的碱性电解水混合。此时，在处理槽内，酸性电解水中的作为阳离子的硬度成分与碱性电解水发生反应。例如，在酸性电解水中的硬度成分为钙离子的情况下，发生在碱性电解水的作用下产生氢氧化钙、或与常存于水中的碳酸根离子结合而产生碳酸钙的反应。本发明的软水化装置利用过滤部将上述氢氧化钙和碳酸钙分离，从而抑制发生电极内的析出的情况，能够较长期地维持电极性能。
156.以下，参照附图对本发明的实施方式3进行说明。
157.图5是概念性地示出本实施方式3的软水化装置201的结构的图。
158.如图5所示，软水化装置201具备：含有硬度成分的原水的流入口202、软水化槽203、中和槽204、处理后的软水的取水口205以及再生装置206。流入口202与自来水连接。软水化装置201能够利用自来水的压力从取水口205取出软水化处理后的水。
159.流入口202至取水口205由流路207、流路208、流路209连接。流路207是将流入口202至软水化槽203连接的流路。流路208是将软水化槽203至中和槽204连接的流路。流路209是将中和槽204至取水口205连接的流路。
160.在软水化槽203填充有弱酸性阳离子交换树脂210，在中和槽204填充有碳酸钙211。
161.软水化槽203利用弱酸性阳离子交换树脂210对含有硬度成分的原水进行软水化。从流路207向软水化槽203通入含有硬度成分的原水，并使该原水通过填充于软水化槽203的内部的弱酸性阳离子交换树脂210，从而使含有硬度成分的原水作为软水经由流路208通向中和槽204。需要说明的是，被弱酸性阳离子交换树脂210处理过的软水由于含有大量与硬度成分交换出来的氢离子而成为酸性化了的软水。在此，作为弱酸性阳离子交换树脂210，没有特别限制，能够使用通用的弱酸性阳离子交换树脂，例如可以举出以羧基(-cooh)作为交换基的弱酸性阳离子交换树脂。另外，作为羧基的抗衡离子的氢离子(h

)也可以为金属离子、铵离子(nh
4
)等阳离子。
162.中和槽204通过碳酸钙211的作用对通过了软水化槽203的酸性化了的软水的ph进行中和，并将其转换为中性水(中性的软水)。在中和槽204中，由于通过碳酸钙211，从软水化槽203出来的酸性的水与由碳酸钙缓释的碳酸根离子发生反应，从而使通过缓冲作用而被中和了的中性的软水经由流路209通向外部。填充于中和槽204的内部的物质只要能够缓释碳酸即可，除了碳酸钙以外，也可以是碳酸钠等。作为各个药品的形状，可以举出粉末状、片状等。另外，作为碳酸钙，也可以为存在于自然界的珊瑚、贝壳等。
163.流路207是将含有硬度成分的原水从流入口202向软水化槽203引导的流路。另外，流路208是将由软水化槽203软水化了的原水向中和槽204引导的流路。流路209是将由中和槽204中和了的软水向取水口205引导的流路。
164.再生装置206使软水化槽203的弱酸性阳离子交换树脂210再生。为此，再生装置206具备电解槽212、处理槽213、送水泵214以及循环流路215(参照图6)。并且，再生装置206通过第一供给流路216以及回收流路217而与流入口202至取水口205的流路207、流路208以及流路209连接。
165.电解槽212使用设置于内部的电极(未图示)对进入的水(从处理槽213供给的水)
进行电解，并将得到的酸性电解水以及碱性电解水分别排出。酸性电解水经由第一供给流路216向软水化槽203供给，碱性电解水经由第二供给流路218向处理槽213供给。即，再生装置206具有生成用于使弱酸性阳离子交换树脂210再生的酸性电解水、以及碱性电解水的电解槽212。
166.处理槽213是具备空气阀229的罐或容器，且确保并贮存在使弱酸性阳离子交换树脂210再生时在循环流路215内循环是水。另外，处理槽213将通过了软水化槽203的含有硬度成分的酸性电解水与从电解槽212排出的碱性电解水混合，使硬度成分与碱性电解水发生反应而进行稀释。即，再生装置206具有处理槽213，该处理槽213在再生时使从软水化槽203排出的硬度成分与从电解槽212排出的碱性电解水发生反应。
167.经由回收流路217向处理槽213通入使软水化槽203内的弱酸性阳离子交换树脂210再生后的、含有硬度成分的酸性电解水。另外，经由第二供给流路218向处理槽213通入含有阴离子的碱性电解水。
168.并且，在处理槽213中，将含有硬度成分的酸性电解水与含有阴离子的碱性电解水混合而进行稀释，且硬度成分与碱性电解水发生反应。例如，在酸性电解水中的硬度成分为钙离子的情况下，通过与碱性电解水混合，而产生碳酸钙、或引起产生氢氧化钙的反应。并且，能够通过反应将硬度成分去除、即分离。
169.需要说明的是，“硬度成分发生反应”不仅包括硬度成分全部发生反应的状态，也包括在处理槽213中含有未发生反应的成分或超过溶度积的成分的状态。
170.通过处理槽213使硬度成分发生反应而得到的处理水被通入电解槽212，在电解槽212中被电解，生成酸性电解水以及碱性电解水。然后，酸性电解水在软水化槽203中被再利用后，碱性电解水被直接向处理槽213通入(回收)。因此，在本实施方式3中，能够对以往被废弃的、在弱酸性阳离子交换树脂210的再生中使用过的酸性电解水进行再利用。并且，由于作为通过在处理槽213中与碱性电解水发生反应而去除了硬度成分的水进行再利用，因此能够抑制使弱酸性阳离子交换树脂210再生时的再生效率的降低。
171.再生装置206在从处理槽213向电解槽212连接的送水流路219的前段具备过滤部220。
172.过滤部220只要能够将处理水中的与硬度成分的反应生成物分离则其方式不限。例如，可以举出采用使用了粒状过滤材料的过滤层、旋流型的固液分离机、中空纤维膜等的方式。
173.在使用了粒状过滤材料的过滤层中使用的粒状过滤材料的目的在于捕捉并去除硬度成分，但根据具有吸附于粒状过滤材料的表面电位的颗粒或原水中的离子等的存在状态，也能够去除颗粒直径约为1μm～10μm的颗粒或色度。粒状过滤材料能够使用以过滤砂为代表的颗粒状的纤维过滤材料等适合于去除对象物的过滤材料。粒状过滤材料的材质例如为砂、无烟煤、石榴石、陶瓷、粒状活性炭、羟基氧化铁、锰砂等在水中沉降且具有不易因压力而变形的硬度的材质即可。使用颗粒直径例如为0.3mm～5.0mm且均匀系数为1.2～2.0等的材质较佳。
174.另外，将比重不同的多个种类的过滤材料混合使用的多层过滤法是将尺寸不同的颗粒从小的颗粒起依次从下方层叠来作为进行过滤的层的方法。在多层过滤法中，通常将比重较大而尺寸较小的颗粒与比重较小而尺寸较大的颗粒混合而得到多层结构。多层过滤
法与使用单一种类的过滤材料相比，具有每单位体积的过滤效率较高且另一方面能够将水头损失抑制得较低等优点，因此优选。作为粒状过滤材料，例如将颗粒直径为0.3mm的石榴石、颗粒直径为0.6mm的砂和颗粒直径为1.0mm的无烟煤以2∶1∶1混合使用，但优选根据浑浊物质的颗粒特性来调整混合比率或颗粒直径。
175.另一方面，旋流型的固液分离机是利用离心力代替重力而将从处理槽213流出的含有硬度成分的水分级分离为含有小尺寸的结晶的原水和含有大尺寸的结晶的原水的装置。
176.在再生结束后，打开开闭阀221，从而通过空气阀229的作用将循环水排出。
177.虽然说明重复，但在软水化装置201中，再生装置206通过第一供给流路216以及回收流路217而与流入口202至取水口205的流路207、流路208以及流路209连接。
178.第一供给流路216是从电解槽212向软水化槽203供给酸性电解水的流路。在第一供给流路216具备开闭阀222。即，在再生装置206形成有第一供给流路216，该第一供给流路216能够将酸性水从电解槽212引出并向软水化槽203的上游侧输送。
179.回收流路217是将通过了软水化槽203的含有硬度成分的水向处理槽213回收的流路。在回收流路217具备开闭阀223。即，在再生装置206形成有回收流路217，该回收流路217能够将软水化槽203的下游侧与处理槽213的上游侧连接。
180.处理槽213与电解槽212通过送水流路219和第二供给流路218连接。在送水流路219配置有送水泵214。即，在再生装置206形成有送水流路219，该送水流路219将处理槽213的下游侧与电解槽212的上游侧连接。
181.第二供给流路218是从电解槽212向处理槽213供给碱性电解水的流路。在第二供给流路218具备开闭阀224。即，在再生装置206形成有第二供给流路218，该第二供给流路218能够将碱性电解水从电解槽212引出并向处理槽213输送。
182.由此，如图6中虚线所示那样，能够构成循环流路215，该循环流路215能够使水从处理槽213向电解槽212、软水化槽203、处理槽213循环。即，在再生装置206形成有循环流路215，该循环流路215使弱酸性阳离子交换树脂210的再生时的水循环。
183.为此，在向软水化槽203供给原水的流路207中，在流入口202的下游侧设置有开闭阀225。通过关闭开闭阀225并打开开闭阀222，从而第一供给流路216与软水化槽203的上游侧连接。另外，在流路208设置有开闭阀226。通过关闭开闭阀226并打开开闭阀223，从而在软水化槽203的下游侧将回收流路217与开闭阀226的上游侧连接，能够将通过了软水化槽203的水(含有硬度成分的酸性电解水)向处理槽213回收。另外，在流路209设置有开闭阀227。通过打开开闭阀227，能够从取水口205取出被软水化了的水。
184.另外，通过打开在电解槽212的碱性电解水排出口的下游侧配置的开闭阀224来连接第二供给流路218。
185.需要说明的是，如图5所示，送水泵214优选配置在电解槽212的上游侧且处理槽213的下游侧的位置。
186.另外，如图7所示，期望通过控制部(未图示)来切换开闭阀221、开闭阀222、开闭阀223、开闭阀224、开闭阀225、开闭阀226、开闭阀227以及送水泵214。需要说明的是，控制部具有计算机系统，该计算机系统具有处理器以及存储器。并且，通过处理器执行保存于存储器的程序，从而计算机系统作为控制部而发挥功能。处理器所执行的程序在此预先记录于
计算机系统的存储器，但也可以记录于存储卡等非暂时性的记录介质而被提供，也可以通过因特网等电气通信线路而被提供。
187.在上述结构中，图5所示的软水化装置201通过来自控制部的信号而利用各开闭阀的切换进行四个动作模式。在此，使用图6以及图7对动作模式和各开闭阀的动作进行说明。
188.图6是示出软水化装置201的循环流路215的图，图7是示出软水化装置201的动作模式的图。如图7所示，动作模式分为软水化时、水注入时、再生时、排水时。在图7中，对于各开闭阀的动作而言，将打开设为“on”，将关闭设为“off”。另外，对于电解槽212的电极以及送水泵214而言，将进行动作的状态设为“on”，将停止着的状态设为“off”。
189.首先，对由软水化装置201进行的软水化处理时的动作进行说明。
190.如图7中的软水化时所示，通过在打开开闭阀226的状态下将设置于取水口205的开闭阀225打开，从而含有硬度成分的原水通过软水化槽203和中和槽204，因此能够从取水口205取出软水化了的水。此时，作为其他开闭阀的开闭阀221、开闭阀222、开闭阀223、开闭阀224均为关闭的状态，电解槽212的电极以及送水泵214停止。
191.在上述的对含有硬度成分的原水进行软水化的情况下，利用自来水的压力使原水从流入口202通过流路207而向软水化槽203供给。然后，该原水通过配备于软水化槽203内的弱酸性阳离子交换树脂210。此时，原水中的作为硬度成分的阳离子由于弱酸性阳离子交换树脂210的作用而被吸附，并释放出氢离子(进行离子交换)。通过去除阳离子而对原水进行软水化。被软水化了的水进一步通过流路208而向中和槽204前进。在中和槽204中，通过碳酸钙211的作用，而缓释碳酸根离子，且质子被缓冲、中和。也就是说，能够从取水口205取出软水化了的中性水作为生活用水。
192.接下来，对由软水化装置201的再生装置206进行的再生处理时的动作进行说明。
193.在软水化装置201中，通过控制部的动作而每隔规定的时间进行由再生装置206进行的软水化槽203的再生。
194.如图7的水注入时所示，在由再生装置206进行的再生的初期，能够通过打开开闭阀223、开闭阀225，而利用自来水的压力使原水从流入口202通过软水化槽203向处理槽213导入。此时，作为其他开闭阀的开闭阀221、开闭阀222、开闭阀224、开闭阀226关闭，电解槽212的电极以及送水泵214停止。另外，处于空气始终能够从空气阀229出入的状态。再生装置206将规定的量的水贮存于处理槽213，从而能够确保再生时的水的量。另外，注入的再生水通过软水化槽203而被贮存于处理槽213，因此成为硬度降低的状态，从而与在硬水的状态下进行循环的情况相比，能够更高效地进行再生。
195.接下来，如图7中的再生时所示，打开开闭阀222、开闭阀223、开闭阀224，此时，关闭开闭阀221、开闭阀225和开闭阀226，使送水泵214和电解槽212的电极进行动作。这样一来，贮存于处理槽213的水在循环流路215内循环，从而形成图6所示的循环流路215。
196.如图6所示，在电解槽212中生成的酸性电解水通过第一供给流路216被向软水化槽203内输送，并通过内部的弱酸性阳离子交换树脂210。即，通过使酸性电解水通过弱酸性阳离子交换树脂210，从而吸附于弱酸性阳离子交换树脂210的阳离子(硬度成分)与酸性电解水所含的氢离子发生离子交换反应。由此，弱酸性阳离子交换树脂210再生。通过了弱酸性阳离子交换树脂210的酸性电解水含有阳离子，并向回收流路217流入。即，通过了弱酸性阳离子交换树脂210的含有阳离子的酸性电解水经由回收流路217被回收到处理槽213内。
197.另外，在电解槽212中生成的碱性电解水通过第二供给流路218被向处理槽213输送。
198.在处理槽213内，从软水化槽203回收的含有阳离子的酸性电解水与从电解槽212输送的含有阴离子的碱性电解水混合。此时，在处理槽213内，酸性电解水中的作为阳离子的硬度成分与碱性电解水发生反应。例如，在酸性电解水中的硬度成分为钙离子的情况下，发生在碱性电解水的作用下产生氢氧化钙、或与常存于水中的碳酸根离子结合而产生碳酸钙的反应。
199.并且，反应后的处理槽213中的水(处理水)被通入电解槽212。
200.即，通过使处理槽213中的水再次通入电解槽212而生成酸性电解水，该酸性电解水供弱酸性阳离子交换树脂210再生。因此，对于在弱酸性阳离子交换树脂210的再生中使用过的酸性电解水而言，在处理槽213中，硬度成分被稀释或变化为反应生成物，反应生成物被过滤部220过滤，从而再次作为电解水被再利用。并且，再利用的电解水由于被处理槽213处理，因此与不具备处理槽213的情况相比硬度成分减少。并且，在电解槽212中进行电解时，作为阳离子的硬度成分被向碱性电解水电解，因此酸性电解水的硬度降低，从而能够抑制再生效率的降低。进一步而言，在本实施方式3的软水化装置201中，在弱酸性阳离子交换树脂210的再生时，酸性电解水能够抑制再生效率的降低并且能够再利用。并且，在软水化槽203的内部，能够抑制由硬度成分引起的粘着物的附着。
201.如图7中的排水时所示，在再生结束后，使电解槽212的电极停止，打开开闭阀221、开闭阀222、开闭阀223以及开闭阀224，并关闭开闭阀225和开闭阀226。这样一来，利用送水泵214将循环流路215内的水从开闭阀221排出。由此，在循环流路215中没有剩余水，而成为配管内不易被污染的状态。
202.本发明的实施方式3的软水化装置201能够应用于使用场所设置型净水装置(pou：point of use)、建筑物入口设置型净水装置(poe：point of entry)。
203.(实施方式4)
204.本发明的实施方式4涉及将自来水等所含的硬度成分去除的软水化装置。
205.以往，以自来水的软水化为目的而主要已知使用离子交换树脂将钙交换为钠的技术。离子交换树脂为了将自来水所含的钙离子或镁离子交换为钠进行软水化而使用，使用离子交换树脂的软水化装置因其结构简单而被广泛采用(参照专利文献3)。
206.但是，这样的使用离子交换树脂的软水化方法必须定期使用高浓度的盐水使离子交换树脂再生，从而具有其排水成为环境问题的原因这样的课题。
207.作为不伴随离子交换树脂的再生处理的软水化方法，已知有一种方法，在通过碱法提高水的ph而使碳酸钙结晶化后，混合絮凝剂而形成絮凝物，并在其后阶段将絮凝物去除(参照专利文献4)。
208.对于在该现有的不伴随离子交换树脂的再生处理的软水化方法中使用的碱法而言，使碳酸钙析出耗费时间，因此存在软水化处理耗费时间这样的问题。
209.因此，本发明的目的在于，提供通过迅速地使碳酸钙析出而处理时间较短的软水化装置。
210.并且，本发明的软水化装置通过依次连结使处理容量相等的第一反应槽、第二反应槽以及过滤槽而构成，并以处理容量为单位对被处理水进行处理、移送，从而进行软水
化，其中，第一反应槽是向被处理水混合ph调节剂而进行处理的反应槽，第二反应槽是混合絮凝剂而进行处理的反应槽，过滤槽是对规定的粒径的颗粒进行过滤处理的过滤槽，在第一反应槽具备超声波振动装置。
211.对于本发明的软水化装置而言，例如，在被处理水是含有钙离子的自来水，ph调节剂是碳酸钠，絮凝剂是壳聚糖的情况下，通过迅速地使碳酸钙析出，能够以较短的时间进行软水化。
212.本发明的软水化装置通过依次连结使处理容量相等的第一反应槽、第二反应槽以及过滤槽而构成，并以处理容量为单位对被处理水进行处理、移送，从而进行软水化，其中，第一反应槽是向被处理水混合ph调节剂而进行处理的反应槽，第二反应槽是混合絮凝剂而进行处理的反应槽，过滤槽是对规定的粒径的颗粒进行过滤处理的过滤槽，在第一反应槽具备超声波振动装置。
213.由此，对于本发明的软水化装置而言，例如，在被处理水是含有钙离子的自来水，ph调节剂是碳酸钠，絮凝剂是壳聚糖的情况下，在第一反应槽中使自来水中的钙离子作为碳酸钙的固体而析出，在第二反应槽中使碳酸钙颗粒粗大化，并利用过滤槽进行固液分离。由此，本发明的软水化装置能够以较短的处理时间降低钙离子浓度。特别是，本发明的软水化装置通过在第一反应槽具备超声波振动装置，能够促进碳酸钙的析出而以较短的时间进行软水化。
214.另外，本发明的软水化装置在第一反应槽内以使碳酸钠的浓度为100ppm～1000ppm的方式进行混合来作为ph调节剂。
215.由此，在本发明的软水化装置中，碳酸钠的碳酸根离子与钙离子发生反应，而生成碳酸钙。为了使碳酸钙析出，优选将水的ph调整为8～10，通过混合100ppm～1000ppm的碳酸钠，能够进行调整。
216.另外，本发明的软水化装置在第一反应槽中通过超声波振动装置向ph调节剂的混合处理后的被处理水施加超声波振动。
217.由此，本发明的软水化装置能够促进碳酸钠与钙离子的反应，从而进一步提高析出速度。
218.另外，本发明的软水化装置在第二反应槽内以使壳聚糖的浓度为5ppm～150ppm的方式进行混合来作为絮凝剂。
219.由此，本发明的软水化装置使析出的碳酸钙凝聚，而使该碳酸钙成为能够利用下一工序的过滤槽容易地进行分离的大小。
220.另外，本发明的软水化装置在过滤槽填充能够去除10μm以上的颗粒的砂。
221.由此，本发明的软水化装置能够通过砂过滤物去除在第二反应槽中被粗大化了的碳酸钙。另外，本发明的软水化装置能够通过反洗而容易地进行过滤槽的再生。
222.以下，参照图8对本发明的实施方式4进行说明。
223.图8是示出实施方式4的软水化装置301的结构的概念图。
224.如图8所示，软水化装置301的主体302具备：入口303，其接受从外部供给的水；以及出口304，其使处理后的水流出。软水化装置301在主体302中具备从入口303连接至出口304的配管305，并在该路径上依次连结有使各自的处理容量相等的第一反应槽306、第二反应槽307以及过滤槽308。
225.第一反应槽306是向来自入口303的被处理水混合ph调节剂而进行处理的反应槽。
226.在第一反应槽306具备ph调节剂供给部309和超声波振动装置310。ph调节剂优选使第一反应槽306中的ph调节剂的混合处理后的被处理水为ph8～10左右，为此，在ph调节剂使用碳酸钠的情况下，优选混合100ppm～1000ppm。通过成为ph8以上，从而水中的碳酸氢根离子偏向碳酸根离子，容易生成碳酸钙。ph调节剂还能够使用氢氧化钠或氢氧化钾、碱性缓冲液。需要说明的是，本实施方式4的软水化装置301使用碳酸钠作为ph调节剂。在混合ph调节剂后、或在混合ph调节剂的同时，开始超声波振动装置310的动作，向ph调节剂的混合处理后的被处理水施加振动，从而促进碳酸钙的生成，ph调节剂的混合处理后的被处理水发生白浊。
227.另外，第二反应槽307是混合絮凝剂而进行处理的反应槽。在第二反应槽307具备絮凝剂供给部311。通过向在第一反应槽306中析出的碳酸钙混合絮凝剂，能够使碳酸钙粗大化。为此，在絮凝剂使用壳聚糖的情况下，优选混合5ppm～150ppm，在该情况下，混合后的碳酸钙成为10μm以上的粒径。絮凝剂存在无机絮凝剂和有机絮凝剂，也能够并用无机絮凝剂和有机絮凝剂来进行粗大化。
228.另外，过滤槽308是对规定的粒径的颗粒进行过滤处理的过滤槽。
229.在过滤槽308填充有砂的过滤材料。使含有在第二反应槽307中粗大化了的碳酸钙的被处理水在砂过滤物流通，从而能够得到去除了钙成分的水。另外，通过使水相反地流通而能够进行反洗，能够去除过滤出的颗粒。过滤材料优选使用能够对粒径为10μm以上的颗粒进行过滤的砂，在该范围以上的情况下在反洗时颗粒不易漂浮，在该范围以下的情况下过滤时的压损变高因此不优选。
230.通过上述结构，当首先使被处理水从入口303向第一反应槽306流入时，从ph调节剂供给部309供给碳酸钠作为ph调节剂。被处理水的流入量和碳酸钠的供给量根据第一反应槽306中的处理容量决定。以与被处理水的流入量相应地使第一反应槽306内的碳酸钠的浓度为100ppm～1000ppm的方式供给预先确定的量的碳酸钠。当碳酸钠的供给结束时，超声波振动装置310开始动作而向碳酸钠的混合处理后的被处理水施加振动，促进碳酸钙的生成。其结果是，碳酸钠的混合处理后的被处理水发生白浊。
231.像这样在第一反应槽306中进行了ph调节剂的混合处理的被处理水接着通过配管305被向第二反应槽307移送。当被处理水向第二反应槽307移送时，新的被处理水流入第一反应槽306。像这样以槽的处理容量为单位供给被处理水并进行处理。
232.在第二反应槽307中，通过絮凝剂供给部311供给壳聚糖作为絮凝剂。壳聚糖根据第二反应槽307中的处理容量以使第二反应槽307内的壳聚糖的浓度为5ppm～150ppm的方式供给预先确定的量。通过向从第一反应槽306移送的进行了碳酸钙的混合处理的被处理水(碳酸钙悬浊液)混合絮凝剂，能够使碳酸钙粗大化。碳酸钙由于壳聚糖的混合而成为10μm以上的粒径。
233.含有在第二反应槽307中粗大化了的碳酸钙的被处理水接着通过配管305被向过滤槽308移送。在过滤槽308中，成为10μm以上的粒径的碳酸钙被作为过滤材料的砂过滤而被去除。这样一来，利用过滤槽308从自第二反应槽307移送的、含有粗大化了的碳酸钙的被处理水中去除钙成分，从而能够实现软水化。
234.如上所述，若在软水化的过程、ph调节的过程中使用超声波振动装置310向混合了
ph调节剂的被处理水施加振动，则能够促进碳酸钙的生成。也就是说，软水化装置301能够迅速地使碳酸钙析出，因此能够缩短处理时间。
235.本发明的实施方式4的软水化装置301能够在硬水地区抑制水垢损害，因此是有用的。
236.(实施方式5)
237.本发明涉及将自来水等所含的硬度成分去除的软水化装置。
238.以往，已知一种方法，在自来水管水龙头连接使用离子交换树脂的软水化装置，而吸附硬水所含的钙离子和镁离子。当离子交换树脂的吸附力消失时，通过食盐水用钠离子置换所吸附的钙离子和镁离子，从而使吸附能力再生、活化(例如，参照专利文献5)。
239.在这样的现有的软水化装置中，为了使离子交换树脂再生而必需定期向软水化装置送入高浓度的盐水，从而存在耗费维护的工夫这样的问题。
240.因此，本发明的目的在于，提供能够较长期地去除水中的作为硬度成分的钙离子和镁离子的软水化装置。
241.并且，本发明的软水化装置包括第一处理部、第二处理部、第三处理部，第一处理部具备碱供给体，该碱供给体向含有钙离子和镁离子的原水供给氢氧化根离子，并使原水所含的钙离子变化为碳酸钙的结晶，第二处理部具备过滤体，该过滤体物理去除在第一处理部中结晶化了的碳酸钙，第三处理部具备镁离子去除体，该镁离子去除体将原水中的镁离子去除，以第一处理部、第二处理部、第三处理部的顺序进行各处理。
242.本发明的软水化装置能够较长期地去除水中的作为硬度成分的钙离子和镁离子。
243.本发明的软水化装置包括第一处理部、第二处理部、第三处理部，第一处理部具备碱供给体，该碱供给体向含有钙离子和镁离子的原水供给氢氧化根离子，并使原水所含的钙离子变化为碳酸钙的结晶，第二处理部具备过滤体，该过滤体物理去除在第一处理部中结晶化了的碳酸钙，第三处理部具备镁离子去除体，该镁离子去除体将原水中的镁离子去除，以第一处理部、第二处理部、第三处理部的顺序进行各处理。
244.本发明的软水化装置首先使钙离子结晶化为碳酸钙并将其物理地去除，接着将镁离子去除。由此，本发明的软水化装置能够抑制镁离子去除体的消耗，从而较长期地使用镁离子去除体。
245.另外，本发明的软水化装置中的碱供给体调整为使水中的钙离子结晶化但镁离子不易结晶化的ph。
246.本发明的软水化装置在比第三处理部靠上游侧的位置选择性地使水中的钙离子结晶化，并利用过滤体将其去除。并且，本发明的软水化装置在第三处理部中主要仅去除镁离子，能够减少镁离子去除体的消耗，从而能够较长期地使用镁离子去除体。
247.以下，参照附图对本发明的实施方式5进行说明。
248.图9是示出实施方式5的软水化装置401的结构的概要图。
249.如图9所示，软水化装置401的主体402具备硬水供给口403、第一处理部404、第二处理部405、第三处理部406、软水流出口407、以及将它们连结的配管408。
250.硬水供给口403与自来水管连结，并供给作为含有钙离子和镁离子的原水的硬水(以下，也简称为“硬水”)。
251.第一处理部404具备使从硬水供给口403流入的硬水成为碱性的碱供给体409，使
钙离子变化为碳酸钙的结晶。即，第一处理部404具备碱供给体409，该碱供给体409向含有钙离子和镁离子的原水供给氢氧化根离子，并使原水所含的钙离子变化为碳酸钙的结晶。
252.碱供给体409能够调整为使水中的钙离子结晶化但镁离子不易结晶化的ph，且可以是气体、液体、固体中的任一形态。若为碱剂，则也可以通过碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾等的添加等或水的电解来进行氢氧化根离子的添加。另外，也可以通过水与金属或金属的氧化物发生反应来向水中供给氢氧化根离子。具体而言，只要是与水发生反应的金属即可，可以考虑li、k、ca、na、mg、al、zn、fe等。li、k、ca、na与水激烈地发生反应，使水碱化。al、zn、fe与高温的水发生反应，使水碱化。mg与常温的水发生反应，因此在实际应用中，认为使用mg水的碱化为最佳。
253.该镁固体与水的反应式如下所示。
254.mg 2h2o
→
mg
2
2oh- h2↑
255.另外，氧化镁与水的反应如下所示。
256.mgo h2o
→
mg
2
2oh-257.如果是该反应，则能够以不产生氢的方式使用。另外，也可以是上述的金属成为了化合物的金属化合物。
258.第二处理部405具备对从第一处理部404流入的含有碳酸钙的水进行过滤的过滤体410。即，第二处理部405具备过滤体410，该过滤体410物理去除在第一处理部404中结晶化了的碳酸钙。
259.过滤体410只要能够去除结晶化了的碳酸钙即可，结晶化了的碳酸钙的粒径使用激光衍射/散射式颗粒直径分布测定装置进行测定，以中值直径计为0.1μm～30μm左右。为了去除这些颗粒，若是过滤器或膜、砂、纤维等在基于过滤的水净化用途中通常使用的过滤材料，则不限于此。需要说明的是，使用上述的激光衍射/散射式颗粒直径分布测定装置的测定器的一例是horiba公司制la-960。
260.第三处理部406具备将从第二处理部405流入的含有镁离子的水的镁离子去除的镁离子去除体411。即，第三处理部406具备镁离子去除体411，该镁离子去除体411将原水中的镁离子去除。
261.镁离子去除体411只要将镁离子从水中去除即可。特别是，若为树脂，则优选具有羧基的不饱和化合物的加成聚合物，含有1wt％至20wt％的钙且颗粒直径为0.1mm～5mm。此外，若是沸石或强酸性离子交换树脂、弱酸性离子交换树脂等通常使用的钙、镁交换体、吸附材料、吸着材料，则不限于此。
262.软水流出口407与配管408连结，从软水流出口407流出的软水被向浴室、厨房等分配。
263.在上述结构中，通过了第一处理部404的水被改性为含有碳酸钙的固体和镁离子的水，并流入第二处理部405。此时，第二处理部405将碳酸钙从水中去除。通过了第二处理部405的水被改性为含有镁离子的水，并流入第三处理部406。
264.第三处理部406利用镁离子去除体411将镁离子从水中去除。通过了第三处理部406的水成为软水，向软水流出口407流出，且能够在浴室或厨房使用。
265.如上所述，本实施方式5的软水化装置401能够在比具备镁离子去除体411的第三处理部406靠上游侧的位置选择性地使水中的钙离子结晶化，并利用过滤体410将其去除。
这样，本实施方式5的软水化装置401首先通过第一处理部404和第二处理部405使钙离子结晶化为碳酸钙并将其物理地去除，接着在第三处理部406中将镁离子从水中去除。因此，本实施方式5的软水化装置401能够减少镁离子去除体411的消耗，从而能够较长期地使用镁离子去除体411。
266.实施例1
267.首先，对使钙离子结晶化的例子进行说明。
268.示出在第一处理部404具备镁固体来作为碱供给体409的一例的结构中的反应。
269.在第一处理部404具备6mm左右的镁固体，成为从硬水供给口403流入的原水与镁接触的结构。该镁固体与水的反应式如下所示。
270.(1)mg 2h2o
→
mg
2
2oh- h2↑
271.(2)hco
3- oh-→
co
32- h2o
272.(3)ca
2
co
32-→
caco3↓
273.镁固体与水发生反应，生成氢氧化根离子(oh-)。氢氧化根离子(oh-)与碳酸氢根离子(hco
3-)发生反应，成为碳酸根离子(co
32-)。钙离子(ca
2
)通过与碳酸根离子(co
32-)发生反应而变化为碳酸钙的结晶。
274.在图10的(a)中示出基于该反应的钙离子的推移曲线图，在图10的(b)中示出ph的变化的结果。图10的(a)、(b)是对100ml的硬度为310ppm的自来水模拟水添加2g的镁固体并进行搅拌时的结果。对在添加了2g的镁固体后的各时间得到的水溶液进行提取，利用0.2μm过滤器将结晶去除，并对离子量进行测定。据此可知，ph伴随着时间而上升，钙离子伴随着ph的上升而减少。钙离子量到ph8.5左右为止大致恒定，但当到达ph8.5时逐渐减少。这表明了伴随碳酸钙的结晶的增加。需要说明的是，如图10的(a)、(b)所示，ph逐渐上升，经过20分钟后，到达ph10，75％左右的钙离子发生了结晶化。此时，无法检测出镁离子的结晶。根据以上内容，实施例1的碱供给体409需要调整为ph8～ph11，来作为使水中的钙离子结晶化但镁离子不易结晶化的ph。
275.离子量使用离子色谱法进行测定。测定器的一例为dionex公司制ics-2100。
276.如上所述，实施例1的碱供给体409能够相对于镁离子选择性地使钙离子结晶化。在利用碱剂进行碱化的情况下，需要大量的药剂、抗衡离子增加，从而存在不适于作为生活用水等问题。另一方面，实施例1的软水化装置401使用镁固体而进行碱化，因此仅处于水中的镁离子增加，从而能够没有问题地作为生活用水使用。
277.实施例2
278.接下来，对本实施方式5的实施例2的软水化装置401进行说明。
279.图11是示出实施方式5的实施例2的软水化装置401的结构的概要图。
280.如图11所示，在第一处理部404具备镁固体412，在第二处理部405具备过滤器413。另外，在第三处理部406具备树脂414，该树脂414是具有羧基的不饱和化合物的加成聚合物，含有1wt％至20wt％的钙且颗粒直径处于0.1mm～5mm的范围内。即，实施例2示出一种结构，该结构具备镁固体412来作为碱供给体409的一例，具备过滤器413来作为过滤体410的一例，且具备树脂414来作为镁离子去除体411的一例。
281.在图12中示出进行第一处理部404、第二处理部405、第三处理部406的原理确认试验而得到的结果。在原理确认试验的步骤中，准备100ml的硬度为310ppm的自来水模拟水来
作为原水，作为第一处理部404，对所述自来水模拟水添加1g的镁固体并搅拌60分钟。接下来，作为第二处理部405，使用0.2μm过滤器对该水进行过滤。然后，作为第三处理部406，向来自第二处理部405的过滤水添加0.5ml的作为具有羧基的不饱和化合物的加成聚合物的树脂并搅拌60分钟。
282.在进行了第一处理部404的处理后的原水中，310ppm的硬水中的钙为204ppm，镁离子为106ppm。当该原水通过第二处理部405时，钙减少而成为14ppm，但另一方面，镁离子为244ppm，而总硬度为258ppm。当通过第三处理部406时，钙离子为22ppm，镁离子为3ppm，而能够使总硬度下降至25ppm。经过第二处理部405和第三处理部406的工序而钙离子增加的情况为测定误差。
283.由此，能够将镁离子去除体411的寿命延长为1.2倍。测定中使用与实施例1相同的离子色谱法。
284.也就是说，实施方式5的实施例2的软水化装置401依次通过第一处理部404、第二处理部405、第三处理部406，从而能够延长镁离子去除体411的寿命，且能够对硬水进行软水化。
285.实施方式5的软水化装置401能够在硬水地区抑制水垢损害，因此是有用的。
286.(实施方式6)
287.本发明涉及将自来水等所含的硬度成分去除的软水化装置。
288.以往，已知一种方法，在自来水管水龙头连接使用离子交换树脂的软水化装置，而吸附硬水所含的钙离子和镁离子。当离子交换树脂的吸附力消失时，通过食盐水用钠离子置换所吸附的钙离子和镁离子，从而使吸附能力再生、活化(例如，参照专利文献5)。
289.在这样的现有的软水化装置中，为了使离子交换树脂再生而必需定期向软水化装置送入高浓度的盐水，从而存在耗费维护的工夫这样的问题。
290.因此，本发明的目的在于，提供能够较长期地去除水中的作为硬度成分的钙离子和镁离子的软水化装置。
291.并且，本发明的软水化装置包括第一处理部、第二处理部、第三处理部，第一处理部具备粒状的碱供给体，该碱供给体向含有钙离子和镁离子的原水供给氢氧化根离子，并使原水所含的钙离子变化为碳酸钙的结晶，第二处理部具备过滤体，该过滤体物理去除在第一处理部中结晶化了的碳酸钙，第三处理部具备镁离子去除体，该镁离子去除体将原水中的镁离子去除，以第一处理部、第二处理部、第三处理部的顺序进行各处理，在第一处理部具备超声波产生部。
292.本发明的软水化装置能够长期地去除水中的作为硬度成分的钙离子和镁离子。
293.本发明的软水化装置包括第一处理部、第二处理部、第三处理部，第一处理部具备粒状的碱供给体，该碱供给体向含有钙离子和镁离子的原水供给氢氧化根离子，并使原水所含的钙离子变化为碳酸钙的结晶，第二处理部具备过滤体，该过滤体物理去除在第一处理部中结晶化了的碳酸钙，第三处理部具备镁离子去除体，该镁离子去除体将原水中的镁离子去除，以第一处理部、第二处理部、第三处理部的顺序进行各处理，在第一处理部具备超声波产生部。
294.本发明的软水化装置首先使钙离子结晶化为碳酸钙并将其物理地去除，接着将镁离子去除。由此，能够抑制由钙离子导致的镁离子去除体的消耗，从而较长期地使用镁离子
去除体。因此，本发明的软水化装置无需如现有的软水化装置那样进行频繁地使用盐水进行再生的维护，就能够供给软水。
295.另外，本发明的软水化装置利用从第一处理部所具备的超声波产生部产生的超声波振动使粒状的碱供给体细微地振动，从而能够促进ph调节。另外，本发明的软水化装置利用超声波振动的能量使碱供给体彼此摩擦，从而能够抑制碱供给体上的堆积物而较长期地供给氢氧化物离子。并且，本发明的软水化装置利用超声波所引起的水分子的振动使水温上升，从而即使在冬季、寒冷地区水温较低，也能够稳定地供给氢氧化物离子。
296.另外，本发明的软水化装置中的碱供给体调整为使水中的钙离子结晶化但镁离子不易结晶化的ph。
297.由此，本发明的软水化装置在比第三处理部靠上游侧的位置选择性地使水中的钙离子结晶化，并利用过滤体将其去除。并且，本发明的软水化装置在第三处理部中主要仅去除镁离子，能够减少镁离子去除体的消耗，从而能够较长期地使用镁离子去除体。
298.以下，参照附图对本发明的实施方式6进行说明。
299.图13是示出实施方式6的软水化装置501的结构的概要图。
300.如图13所示，软水化装置501的主体502具备硬水供给口503、第一处理部504、第二处理部505、第三处理部506、软水流出口507、以及将它们连结的配管508。
301.硬水供给口503与自来水管连结，并供给作为含有钙离子和镁离子的原水的硬水(以下，也简称为“硬水”)。
302.第一处理部504具备使从硬水供给口503流入的硬水成为碱性的粒状的碱供给体509，使钙离子变化为碳酸钙的结晶。即，第一处理部504具备粒状的碱供给体509，该碱供给体509向含有钙离子和镁离子的原水供给氢氧化根离子，并使原水所含的钙离子变化为碳酸钙的结晶。
303.碱供给体509能够调整为使水中的钙离子结晶化但镁离子不易结晶化的ph，且可以是气体、液体、固体中的任一形态。若为碱剂，则也可以通过碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾等的添加等或水的电解来进行氢氧化根离子的添加。另外，也可以通过水与金属或金属的氧化物发生反应来向水中供给氢氧化根离子。具体而言，只要是与水发生反应的金属即可，可以考虑li、k、ca、na、mg、al、zn、fe等。li、k、ca、na与水激烈地发生反应，使水碱化。al、zn、fe与高温的水发生反应，使水碱化。mg与常温的水发生反应，因此在实际应用中，认为使用mg水的碱化为最佳。
304.该镁固体与水的反应式如下所示。
305.mg 2h2o
→
mg
2
2oh- h2↑
306.另外，氧化镁与水的反应如下所示。
307.mgo h2o
→
mg
2
2oh-308.如果是该反应，则能够以不产生氢的方式供给氢氧化物离子，从而使水成为碱性。另外，也可以是上述的金属成为了化合物的金属化合物。
309.在此，使用图14对第一处理部504的结构进行说明。
310.图14是示出第一处理部504的结构的概要图。
311.如图14所示，成为如下结构：在第一处理部504的底部，在壳体512内填充有粒状的碱供给体509，通过配管508从壳体512的下部导入的硬水一边与碱供给体509接触一边向上
方上升，并向第二处理部505搬运。在壳体512的下部具备超声波产生部513，从超声波产生部513产生的超声波振动经由水传播，而使碱供给体509振动。需要说明的是，在本实施方式6中，超声波产生部513设置于壳体512的底部，但只要能够使碱供给体509振动，则无论设置于哪个部位效果都没有任何差异。
312.如图13所示，第二处理部505具备对从第一处理部504流入的含有碳酸钙的水进行过滤的过滤体510。即，第二处理部505具备过滤体510，该过滤体510物理去除在第一处理部504中结晶化了的碳酸钙。
313.过滤体510只要能够去除结晶化了的碳酸钙即可，结晶化了的碳酸钙的粒径使用激光衍射/散射式颗粒直径分布测定装置进行测定，以中值直径计为0.1μm～30μm左右。为了去除这些颗粒，若是过滤器或膜、砂、纤维等在基于过滤的水净化用途中通常使用的过滤材料，则不限于此。需要说明的是，使用上述的激光衍射/散射式颗粒直径分布测定装置的测定器的一例是horiba公司制la-960。
314.第三处理部506具备将从第二处理部505流入的含有镁离子的水的镁离子去除的镁离子去除体511。即，第三处理部506具备镁离子去除体511，该镁离子去除体511将原水中的镁离子去除。
315.镁离子去除体511只要将镁离子从水中去除即可。特别是，若为树脂，则优选具有羧基的不饱和化合物的加成聚合物，含有1wt％至20wt％的钙且颗粒直径为0.1mm～5mm。此外，若是沸石或强酸性离子交换树脂、弱酸性离子交换树脂等通常使用的钙、镁交换体、吸附材料、吸着材料，则不限于此。
316.软水流出口507与配管508连结，从软水流出口507流出的软水被向浴室或厨房等分配。
317.在上述结构中，通过了第一处理部504的水被改性为含有碳酸钙的固体和镁离子的水，并流入第二处理部505。此时，第二处理部505将碳酸钙从水中去除。通过了第二处理部505的水被改性为含有镁离子的水，并流入第三处理部506。
318.第三处理部506利用镁离子去除体511将镁离子从水中去除。通过了第三处理部506的水成为软水，向软水流出口507流出，且能够在浴室或厨房使用。
319.通过上述结构，本实施方式6的软水化装置501能够在比具备镁离子去除体511的第三处理部506靠上游侧的位置选择性地使水中的钙离子结晶化，并利用过滤体510将其去除。这样，本实施方式6的软水化装置501首先通过第一处理部504和第二处理部505使钙离子结晶化为碳酸钙并将其物理地去除，接着在第三处理部506中将镁离子从水中去除。因此，本实施方式6的软水化装置501能够减少镁离子去除体511的消耗，从而能够较长期地使用镁离子去除体511。
320.另外，本实施方式6的软水化装置501利用从第一处理部504所具备的超声波产生部513产生的超声波振动使粒状的碱供给体509细微地振动，从而能够进行ph调节的促进。
321.另外，本实施方式6的软水化装置501利用超声波振动的能量使粒状的碱供给体509彼此摩擦，从而能够抑制碱供给体509上的堆积物而较长期地供给氢氧化物离子。并且，本实施方式6的软水化装置501利用超声波振动所引起的水分子的振动使水温上升，从而即使在冬季、寒冷地区水温较低，也能够稳定地供给氢氧化物离子。
322.实施例3
323.首先，对使钙离子结晶化的例子进行说明。
324.示出在第一处理部504具备镁固体作为粒状的碱供给体509的一例的结构中的反应。
325.在第一处理部504具备6mm左右的镁固体，成为从硬水供给口503流入的原水与镁接触的结构。该镁固体与水的反应式如下所示。
326.(4)mg 2h2o
→
mg
2
2oh- h2↑
327.(5)hco
3- oh-→
co
32- h2o
328.(6)ca
2
co
32-→
caco3↓
329.镁固体与水发生反应，生成氢氧化根离子(oh-)。氢氧化根离子(oh-)与碳酸氢根离子(hco
3-)发生反应，成为碳酸根离子(co
32-)。钙离子(ca
2
)通过与碳酸根离子(co
32-)发生反应而变化为碳酸钙的结晶。
330.在图15的(a)中示出基于该反应的钙离子的推移曲线图，在图15的(b)中示出ph的变化的结果。图15的(a)、(b)是对100ml的硬度为310ppm的自来水模拟水添加2g的镁固体并进行搅拌时的结果。对在添加了2g的镁固体后的各时间得到的水溶液进行提取，利用0.2μm过滤器将结晶去除，并对离子量进行测定。据此可知，ph伴随着时间而上升，钙离子伴随着ph的上升而减少。钙离子量到ph8.5左右为止大致恒定，但当到达ph8.5时逐渐减少。这表明了伴随碳酸钙的结晶的增加。需要说明的是，如图10的(a)、(b)所示，ph逐渐上升，经过20分钟后，到达ph10，75％左右的钙离子发生了结晶化。此时，无法检测出镁离子的结晶。根据以上内容，实施例3的碱供给体509需要调整为ph8～ph11，来作为使水中的钙离子结晶化但镁离子不易结晶化的ph。
331.离子量使用离子色谱法进行测定。测定器的一例为dionex公司制ics-2100。
332.如上所述，实施例3的碱供给体509能够相对于镁离子选择性地使钙离子结晶化。
333.实施例4
334.接下来，对由超声波振动带来的ph调节促进的例子进行说明。准备两个烧杯，其中，将两粒6mm左右的镁固体作为粒状的碱供给体509放入40ml的硬度为310ppm的自来水模拟水中，并在静置的状态下对ph的经时变化进行测定。将其中一个烧杯放入具备超声波元件的水槽，并使超声波产生。在图16中示出其结果。
335.仅放入有镁固体的烧杯内的ph在1小时上升至约9，但随后速度减弱，17小时后也未到达ph10。认为主要原因之一在于，在镁固体的表面发生了上述反应式所示的反应时，因反应式(6)的反应而析出的结晶滞留在镁固体的表面或周围，从而结晶的一部分附着于镁固体，对反应式(4)的反应的发生造成阻碍。另一方面，施加了超声波振动的烧杯内的ph在开始30分钟到达ph10，与没有超声波振动的情况相比，能够在短时间内稳定地维持使钙离子结晶化的ph。
336.实施例5
337.接下来，对本实施方式6的实施例5的软水化装置501进行说明。
338.图17是示出实施方式6的实施例5的软水化装置501的结构的概要图。
339.如图17所示，在第一处理部504具备镁固体514，在第二处理部505具备过滤器515。另外，在第三处理部506具备树脂516，该树脂516是具有羧基的不饱和化合物的加成聚合物，含有1wt％至20wt％的钙且颗粒直径处于0.1mm～5mm的范围内。即，实施例5示出一种结
构，该结构具备镁固体514来作为碱供给体509的一例，具备过滤器515来作为过滤体510的一例，具备树脂516来作为镁离子去除体511的一例。
340.在图18中示出进行第一处理部504、第二处理部505、第三处理部506的原理确认试验而得到的结果。在原理确认试验的步骤中，准备100ml的硬度为310ppm的自来水模拟水来作为原水，作为第一处理部504，对所述自来水模拟水添加1g的镁固体并搅拌60分钟。接下来，作为第二处理部505，使用0.2μm过滤器对该水进行过滤。然后，作为第三处理部506，向来自第二处理部505的过滤水添加0.5ml的作为具有羧基的不饱和化合物的加成聚合物的树脂并搅拌60分钟。
341.在进行了第一处理部504的处理后的原水中，310ppm的硬水中的钙为204ppm，镁离子为106ppm。当该原水通过第二处理部505时，钙减少而成为14ppm，但另一方面，镁离子为244ppm，而总硬度为258ppm。当通过第三处理部506时，钙离子为22ppm，镁离子为3ppm，而能够使总硬度下降至25ppm。经过第二处理部505和第三处理部506的工序而钙离子增加的情况为测定误差。由此，能够将镁离子去除体511的寿命延长为1.2倍。测定中使用与实施例3相同的离子色谱法。
342.也就是说，实施方式6的实施例5的软水化装置501通过依次通过第一处理部504、第二处理部505、第三处理部506而能够延长镁离子去除体511的寿命，且能够对硬水进行软水化。
343.实施方式6的软水化装置501能够在硬水地区抑制水垢损害，因此是有用的。
344.(实施方式7)
345.本发明涉及将自来水等所含的硬度成分去除的软水化装置。
346.以往，已知一种方法，在自来水管水龙头连接使用离子交换树脂的软水化装置，而吸附硬水所含的钙离子和镁离子。当离子交换树脂的吸附力消失时，通过食盐水用钠离子置换所吸附的钙离子和镁离子，从而使吸附能力再生、活化(例如，参照专利文献5)。
347.在这样的现有的软水化装置中，为了使离子交换树脂再生而必需定期向软水化装置送入高浓度的盐水，从而存在耗费维护的工夫这样的问题。
348.因此，本发明的目的在于，提供能够较长期地去除水中的作为硬度成分的钙离子和镁离子的软水化装置。
349.并且，本发明的软水化装置包括第一处理部、第二处理部、第三处理部，第一处理部具备碱供给体，该碱供给体向含有钙离子和镁离子的原水供给氢氧化根离子，并使原水所含的钙离子变化为碳酸钙的结晶，且该第一处理部在该碱供给体的后段具备促进碳酸钙的结晶化的反应槽，第二处理部具备过滤体，该过滤体物理去除在第一处理部中结晶化了的碳酸钙，第三处理部具备镁离子去除体，该镁离子去除体将原水中的镁离子去除，以第一处理部、第二处理部、第三处理部的顺序进行各处理。
350.本发明的软水化装置能够较长期地去除水中的作为硬度成分的钙离子和镁离子。
351.本发明的软水化装置包括第一处理部、第二处理部、第三处理部，第一处理部具备碱供给体，该碱供给体向含有钙离子和镁离子的原水供给氢氧化根离子，并使原水所含的钙离子变化为碳酸钙的结晶，且该第一处理部在该碱供给体的后段具备促进碳酸钙的结晶化的反应槽，第二处理部具备过滤体，该过滤体物理去除在第一处理部中结晶化了的碳酸钙，第三处理部具备镁离子去除体，该镁离子去除体将原水中的镁离子去除，以第一处理
部、第二处理部、第三处理部的顺序进行各处理。
352.本发明的软水化装置首先使钙离子结晶化为碳酸钙并将其物理地去除，接着将镁离子去除。由此，本发明的软水化装置能够抑制镁离子去除体的消耗，从而较长期地使用镁离子去除体。另外，本发明的软水化装置能够通过第一处理部所具备的反应槽提高碳酸钙的结晶率，从而能够高效地去除钙离子。并且，通过反应时间延长而使碳酸钙的结晶尺寸变得更大，从而第二处理部的过滤变得容易。
353.另外，本发明的软水化装置中的碱供给体调整为使水中的钙离子结晶化但镁离子不易结晶化的ph。
354.本发明的软水化装置在比第三处理部靠上游侧的位置选择性地使水中的钙离子结晶化，并利用过滤体将其去除。并且，本发明的软水化装置在第三处理部中主要仅去除镁离子，能够减少镁离子去除体的消耗，从而能够较长期地使用镁离子去除体。
355.以下，参照附图对本发明的实施方式7进行说明。
356.图19是示出实施方式7的软水化装置601的结构的概要图。
357.如图19所示，软水化装置601的主体602具备硬水供给口603、第一处理部604、第二处理部605、第三处理部606、软水流出口607、以及将它们连结的配管608。
358.硬水供给口603与自来水管连结，并供给作为含有钙离子和镁离子的原水的硬水(以下，也简称为“硬水”)。
359.第一处理部604具备使从硬水供给口603流入的硬水成为碱性的碱供给体609，使钙离子变化为碳酸钙的结晶。即，第一处理部604具备碱供给体609，该碱供给体609向含有钙离子和镁离子的原水供给氢氧化根离子，并使原水所含的钙离子变化为碳酸钙的结晶。
360.碱供给体609能够调整为使水中的钙离子结晶化但镁离子不易结晶化的ph，且可以是气体、液体、固体中的任一形态。若为碱剂，则也可以通过碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾等的添加等或水的电解来进行氢氧化根离子的添加。另外，也可以通过水与金属或金属的氧化物发生反应来向水中供给氢氧化根离子。具体而言，只要是与水发生反应的金属即可，可以考虑li、k、ca、na、mg、al、zn、fe等。li、k、ca、na与水激烈地发生反应，使水碱化。al、zn、fe与高温的水发生反应，使水碱化。mg与常温的水发生反应，因此在实际应用中，认为使用mg水的碱化为最佳。
361.该镁固体与水的反应式如下所示。
362.mg 2h2o
→
mg
2
2oh- h2↑ꢀꢀ
(式1)
363.另外，氧化镁与水的反应如下所示。
364.mgo h2o
→
mg
2
2oh-ꢀꢀ
(式2)
365.如果是该反应，则能够以不产生氢的方式使用。另外，也可以是上述的金属成为了化合物的金属化合物。
366.另外，第一处理部604在碱供给体609的后段具备促进碳酸钙的结晶化的反应槽610。
367.反应槽610是使硬水与从碱供给体609供给的氢氧化物离子发生反应的槽，优选为能够确保所有的氢氧化物离子在反应中被消耗的时间的容量。当为了确保反应时间而延长相对于碱供给体609的接触时间时，(式1)的反应过剩地进行，从而镁固体的消耗变快。因此，需要具备作为不与镁固体接触的其他容器的反应槽610。
368.反应槽610中的反应时间优选取得相对于硬水与镁固体的接触时间而言为1倍以上的时间，即反应槽610的容积优选为镁固体的1倍以上。
369.反应槽610的形状为使流入反应槽610的流入水与流出水不混合的形状，例如，槽的内部为圆筒形的双重结构，且为通水时不逆流而向一个方向流动的结构。
370.另外，作为其他结构，也可以具备一边进行通水一边取得反应时间的配管形状等来代替反应槽610。也可以在反应槽610内设置促进结晶化的搅拌机构，或者在反应槽610内具备使结晶化容易的凹凸形状。
371.第二处理部605具备对从第一处理部604流入的含有碳酸钙的水进行过滤的过滤体611。即，第二处理部605具备过滤体611，该过滤体611物理去除在第一处理部604中结晶化了的碳酸钙。
372.过滤体611只要能够去除结晶化了的碳酸钙即可，结晶化了的碳酸钙的粒径使用激光衍射/散射式颗粒直径分布测定装置进行测定，以中值直径计为0.1μm～30μm左右。为了去除这些颗粒，若是过滤器或膜、砂、纤维等在基于过滤的水净化用途中通常使用的过滤材料，则不限于此。需要说明的是，使用上述的激光衍射/散射式颗粒直径分布测定装置的测定器的一例是horiba公司制la-960。
373.第三处理部606具备将从第二处理部605流入的含有镁离子的水的镁离子去除的镁离子去除体612。即，第三处理部606具备镁离子去除体612，该镁离子去除体612将原水中的镁离子去除。
374.镁离子去除体612只要将镁离子从水中去除即可。特别是，若为树脂，则优选具有羧基的不饱和化合物的加成聚合物，含有1wt％至20wt％的钙且颗粒直径为0.1mm～5mm。此外，若是沸石或强酸性离子交换树脂、弱酸性离子交换树脂等通常使用的钙、镁交换体、吸附材料、吸着材料，则不限于此。
375.软水流出口607与配管608连结，从软水流出口607流出的软水被向浴室或厨房等分配。
376.在上述结构中，通过了第一处理部604的水被改性为含有碳酸钙的固体和镁离子的水，并流入第二处理部605。此时，第二处理部605将碳酸钙从水中去除。通过了第二处理部605的水被改性为含有镁离子的水，并流入第三处理部606。
377.第三处理部606利用镁离子去除体612将镁离子从水中去除。通过了第三处理部606的水成为软水，向软水流出口607流出，且能够在浴室或厨房使用。
378.如上所述，本实施方式7的软水化装置601能够在比具备镁离子去除体612的第三处理部606靠上游侧的位置选择性地使水中的钙离子结晶化，并利用过滤体611将其去除。这样，本实施方式7的软水化装置601首先通过第一处理部604和第二处理部605使钙离子结晶化为碳酸钙并将其物理地去除，接着在第三处理部606中将镁离子从水中去除。因此，本实施方式7的软水化装置601能够减少镁离子去除体612的消耗，从而能够较长期地使用镁离子去除体612。另外，本实施方式7的软水化装置601能够通过第一处理部604所具备的反应槽610提高碳酸钙的结晶率，从而能够高效地去除钙离子。并且，在本实施方式7的软水化装置601中，通过于反应时间延长而使碳酸钙的结晶尺寸变得更大，从而第二处理部605的过滤变得容易。
379.实施例6
380.首先，对使钙离子结晶化的例子进行说明。
381.示出在第一处理部604具备镁固体来作为碱供给体609的一例的结构中的反应。
382.在第一处理部604具备6mm左右的镁固体，成为从硬水供给口603流入的原水与镁接触的结构。该镁固体与水的反应式如下所示。
383.mg 2h2o
→
mg
2
2oh- h2↑ꢀꢀ
(式3)
384.hco
3- oh-→
co
32- h2o
ꢀꢀ
(式4)
385.ca
2
co
32-→
caco3↓ꢀꢀ
(式5)
386.镁固体与水发生反应，生成氢氧化根离子(oh-)。氢氧化根离子(oh-)与碳酸氢根离子(hco
3-)发生反应，成为碳酸根离子(co
32-)。钙离子(ca
2
)通过与碳酸根离子(co
32-)发生反应而变化为碳酸钙的结晶。
387.在图20的(a)中示出基于该反应的钙离子的推移曲线图，在图20的(b)中示出ph的变化的结果。图20的(a)、(b)是对100ml的硬度为310ppm的自来水模拟水添加2g的镁固体并进行搅拌时的结果。对在添加了2g的镁固体后的各时间得到的水溶液进行提取，利用0.2μm过滤器将结晶去除，并对离子量进行测定。据此可知，ph伴随着时间而上升，钙离子伴随着ph的上升而减少。钙离子量到ph8.5左右为止大致恒定，但当到达ph8.5时逐渐减少。这表明了伴随碳酸钙的结晶的增加。需要说明的是，如图20的(a)、(b)所示，ph逐渐上升，经过20分钟后，到达phl0，75％左右的钙离子发生了结晶化。此时，无法检测出镁离子的结晶。根据以上内容，实施例6的碱供给体609需要调整为ph8～ph11，来作为使水中的钙离子结晶化但镁离子不易结晶化的ph。
388.离子量使用离子色谱法进行测定。测定器的一例为dionex公司制ics-2100。
389.如上所述，实施例6的碱供给体609能够相对于镁离子选择性地使钙离子结晶化。在利用碱剂进行碱化的情况下，需要大量的药剂、抗衡离子增加，从而存在不适于作为生活用水等问题。另一方面，实施例6的软水化装置601使用镁固体而进行碱化，因此仅处于水中的镁离子增加，从而能够没有问题地作为生活用水使用。
390.实施例7
391.接下来，对本实施方式7的实施例7的软水化装置601进行说明。
392.图21是示出实施方式7的实施例7的软水化装置601的结构的概要图。
393.如图21所示，在第一处理部604具备镁固体613，在第二处理部605具备过滤器614。另外，在第三处理部606具备树脂615，该树脂615是具有羧基的不饱和化合物的加成聚合物，含有1wt％至20wt％的钙且颗粒直径处于0.1mm～5mm的范围内。即，实施例7示出一种结构，该结构具备镁固体613来作为碱供给体609的一例，具备过滤器614来作为过滤体611的一例，具备树脂615来作为镁离子去除体612的一例。
394.在图22中示出进行第一处理部604、第二处理部605、第三处理部606的原理确认试验而得到的结果。在原理确认试验的步骤中，准备100ml的硬度为310ppm的自来水模拟水来作为原水，作为第一处理部604，对所述自来水模拟水添加1g的镁固体并搅拌60分钟。接下来，作为第二处理部605，使用0.2μm过滤器对该水进行过滤。然后，作为第三处理部606，向来自第二处理部605的过滤水添加0.5ml的作为具有羧基的不饱和化合物的加成聚合物的树脂并搅拌60分钟。
395.在进行了第一处理部604的处理后的原水中，310ppm的硬水中的钙为204ppm，镁离
子为106ppm。当该原水通过第二处理部605时，钙减少而成为14ppm，但另一方面，镁离子为244ppm，而总硬度为258ppm。当通过第三处理部606时，钙离子为22ppm，镁离子为3ppm，而能够使总硬度下降至25ppm。经过第二处理部605和第三处理部606的工序而钙离子增加的情况为测定误差。
396.由此，能够将镁离子去除体612的寿命延长为1.2倍。测定中使用与实施例6相同的离子色谱法。
397.也就是说，实施方式7的实施例7的软水化装置601通过依次通过第一处理部604、第二处理部605、第三处理部606而能够延长镁离子去除体612的寿命，且能够对硬水进行软水化。
398.实施例8
399.为了确认通过反应槽610时的反应时间的有效性，在图23以及图24中示出一边进行流水一边确保反应时间的情况下的结晶化和颗粒直径的大型化的验证结果。
400.在效果验证中，搅拌第一处理部604的刚供给碱后的水5分钟，并测定搅拌前后的结晶率和颗粒直径。如图23所示，搅拌前(参照该图的左侧的曲线)的碳酸钙的结晶率为36％，与此相对地，搅拌后(参照该图的右侧的曲线)的结晶率上升至68％。另外，如图24所示，搅拌前(该图的以虚线示出的曲线)的碳酸钙的颗粒直径的中值直径为2.8μm，与此相对地，搅拌后为6.0μm。因此，可知结晶率和结晶颗粒直径受到碱供给后的反应时间的影响。
401.这在通过反应槽610的时间中也是同样的。即，实施方式7的实施例7的软水化装置601在第一处理部604的碱供给体609的后段具备反应槽610，该反应槽610具有充分促进结晶化的流路。由此，实施方式7的实施例7的软水化装置601能够使碳酸钙的结晶率上升，从而能够延长后段的镁离子去除体612的寿命。另外，实施方式7的实施例7的软水化装置601能够增大碳酸钙的结晶颗粒直径，从而能够提高后段的过滤率。
402.实施方式7的软水化装置601能够在硬水地区抑制水垢损害，因此是有用的。
403.工业实用性
404.本发明的软水化装置能够应用于使用场所设置型净水装置(pou：point of use)或建筑物入口设置型净水装置(poe：point of entry)。
405.附图标记说明
406.101：软水化装置，101a：软水化装置，102：流入口，103：软水化槽，104：中和槽，104a：第一中和槽，104b：第二中和槽，105：取水口，106：再生装置，107：流路，108：流路，109：流路，109a：流路，109b：流路，110：弱酸性阳离子交换树脂，111：弱碱性阴离子交换树脂，111a：弱碱性阴离子交换树脂，112：电解槽，113：处理槽，114：送水泵，115：循环流路，115a：第一循环流路，115b：第二循环流路，116：第一供给流路，117：第一回收流路，118：第二供给流路，119：第二回收流路，120：开闭阀，121：开闭阀，122：开闭阀，123：开闭阀，124：开闭阀，125：开闭阀，126：开闭阀，127：送水流路，129：过滤部，130：开闭阀，131：开闭阀，132：排气阀，133：电极，134：文丘里管，135：三通阀，136：三通阀，137：原水供给流路，201：软水化装置，202：流入口，203：软水化槽，204：中和槽，205：取水口，206：再生装置，207：流路，208：流路，209：流路，210：弱酸性阳离子交换树脂，211：碳酸钙，212：电解槽，213：处理槽，214：送水泵，215：循环流路，216：第一供给流路，217：回收流路，218：第二供给流路，219：送水流路，220：过滤部，221：开闭阀，222：开闭阀，223：开闭阀，224：开闭阀，225：开闭
阀，226：开闭阀，227：开闭阀，229：空气阀，301：软水化装置，302：主体，303：入口，304：出口，305：配管，306：第一反应槽，307：第二反应槽，308：过滤槽，309：ph调节剂供给部，310：超声波振动装置，311：絮凝剂供给部，401：软水化装置，402：主体，403：硬水供给口，404：第一处理部，405：第二处理部，406：第三处理部，407：软水流出口，408：配管，409：碱供给体，410：过滤体，411：镁离子去除体，412：镁固体，413：过滤器，414：树脂，501：软水化装置，502：主体，503：硬水供给口，504：第一处理部，505：第二处理部，506：第三处理部，507：软水流出口，508：配管，509：碱供给体，510：过滤体，511：镁离子去除体，512：壳体，513：超声波产生部，514：镁固体，515：过滤器，516：树脂，601：软水化装置，602：主体，603：硬水供给口，604：第一处理部，605：第二处理部，606：第三处理部，607：软水流出口，608：配管，609：碱供给体，610：反应槽，611：过滤体，612：镁离子去除体，613：镁固体，614：过滤器，615：树脂。