(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂を収容する軟水器と、被電解水を電解する有隔膜電解槽と、前記軟水器に収容されているイオン交換樹脂を再生処理する再生処理手段を備える電解水生成システムを使用して農業分野で利用する水を製造する方法であり、前記イオン交換樹脂としてＫ+型陽イオン交換樹脂を採用するとともに、前記イオン交換樹脂を再生処理する再生処理用水として塩化カリウム水溶液を採用して、天然水を前記軟水器に通して軟水処理することにより生成される軟水であるＫイオンを含有する第１の農作業用水を生成し、前記軟水を被電解水とする有隔膜電解にて生成される電解生成酸性水である殺菌・消毒作用を有する第２の農作業用水を生成し、前記軟水を被電解水とする有隔膜電解にて生成される電解生成アルカリ性水である洗浄作用を有する第３の農作業用水を生成し、前記イオン交換樹脂を再生処理して生成される再生処理済み水であるＣａ，Ｍｇ，Ｋイオンを含有する第４の農作業用水を生成することを特徴とする農業分野で利用する水の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農業分野で利用する水の製造方法に関する。本発明で農業分野で利用する水とは、栄養素を含有し栽培途中の作物に散布してその栽培を助成する水、殺菌能を有し栽培途中の作物に散布して病害虫を駆除しまたは病原菌を殺菌する水、殺菌能を有し農業機械や農業施設を消毒する水、洗浄能を有し農業機械、農業施設、農産物を洗浄する水を言う。
【０００２】
【従来技術】
栽培中の農作物に散布する水、病害虫や病害菌類を殺菌する殺菌用水の調製に使用する水、農業機械や農業施設等農産物用資材を消毒する消毒用水の調製に使用する水、農業機械や農業施設等農産物用資材を洗浄する洗浄用水の調製に使用する水等、農業分野で利用する水としては、河川水や地下水等の天然水が一般に使用される。
【０００３】
河川水や地下水等の天然水は、多くの種類の無機系成分を含有しており、地域によっては、Ｃａ系成分、Ｍｇ系成分、Ｆｅ系成分等のスケールを生成し易い金属系成分を多く含有している天然水がある。このような天然水を農作物に対して散布する場合には、複雑で精密な散布器や水系配管内にスケールが付着して散布機能を損なうことから、使用に先だって、天然水を陽イオン交換処理して、スケールを生成し易い金属系成分を吸着して除去する手段（軟水化処理）が採られている。
【０００４】
また、このような天然水を殺菌用水、消毒用水、洗浄用水の調製に使用する場合や、調製されたこれらの機能水を使用する場合も、複雑で精密な調製装置、散布器、水系配管等内にスケールが付着して調製機能や散布機能を損なうことから、使用に先だって、天然水を陽イオン交換処理して、スケールを生成し易い金属系成分を吸着して除去する手段（軟水化処理）が採られている。
【０００５】
天然水の陽イオン交換処理には、例えばＨ+型陽イオン交換樹脂やＮａ+型陽イオン交換樹脂等の陽イオン交換剤が使用される。天然水の陽イオン交換処理においては、天然水が含有するスケールを生成し易い金属系成分（陽イオン）が陽イオン交換剤の陽イオンと置換することによって、天然水が軟水化される。この場合、当該陽イオン交換剤のイオン交換能には限界があることから、天然水の陽イオン交換処理においては、所定量の天然水を処理した時点で陽イオン交換処理を中断して、当該陽イオン交換剤のイオン交換能を再生処理することが不可欠である。
【０００６】
天然水等の一般水を使用に先だって、陽イオン交換処理して軟水化する手段は、各種の利用分野で慣用的に使用されている手段であり、また、陽イオン交換処理において、使用している陽イオン交換剤のイオン交換能を再生処理する手段も慣用的に行われている手段である（例えば特許文献１を参照）。
【０００７】
天然水等一般水の陽イオン交換処理にあって、不可欠になされる陽イオン交換剤のイオン交換能再生処理では、再生処理用水として塩化ナトリウム水溶液等、当該陽イオン交換剤の置換している陽イオンと容易に置換する陽イオンを含有する再生処理用水が採用される。
【０００８】
当該再生処理では大量の再生処理済み水が生成され、通常、大量の再生処理済み水は排水として排出される。当該再生処理済み水には、陽イオン交換剤から置換して離脱した各種の陽イオンが含有している。これらの陽イオンは、陽イオン交換処理の原水である一般水が含有する、スケールを生成し易い金属系成分である。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−２２５４６５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、天然水の陽イオン交換処理に付属する陽イオン交換剤の再生処理において生成される再生処理済み水には、天然水が陽イオン交換処理前に含有していたＣａ系成分、Ｍｇ系成分等の金属イオンが含まれている。これらの成分は、農作物にとっての５大栄養素の一部であることから、このよう栄養素を農作物に対して利用することが望ましい。
【００１１】
本発明は、殺菌能を有する水や洗浄能を有する水を生成することができる有隔膜式電解水生成装置を主要部とする電解水生成システムに着目してなされたもので、その目的とするところは、当該電解水生成システムを構成する軟水器、有隔膜電解槽、および、軟水器に収容されているイオン交換樹脂を再生処理する再生処理手段を有効に使用して、Ｋイオンを多く富む農作物の成長作用を有する農作物用水、農作物を殺菌し、農産物用資材を消毒する殺菌・消毒用水、農作物、農産物用資材を洗浄する洗浄用水、Ｃａ系成分、Ｍｇ系成分に富む農作物の成長作用を有する農作物用水等、農業分野に有効に利用できる多種類の水を製造することにある。本発明においては、これらの水を一括して、農作業用水と総称する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、農業分野で利用する水の製造方法に関する。本発明に係る製造方法は、イオン交換樹脂を収容する軟水器と、被電解水を電解する有隔膜電解槽と、前記軟水器に収容されているイオン交換樹脂を再生処理する再生処理手段を備える電解水生成システムを使用して農業分野で利用する水を製造する方法である。
【００１３】
本発明に係る製造方法では、前記イオン交換樹脂としてＫ+型陽イオン交換樹脂を採用するとともに、前記イオン交換樹脂を再生処理する再生処理用水として塩化カリウム水溶液を採用して、天然水を前記軟水器に通して軟水処理することにより生成される軟水であるＫイオンを含有する第１の農作業用水を生成し、前記軟水を被電解水とする有隔膜電解にて生成される電解生成酸性水である殺菌・消毒作用を有する第２の農作業用水を生成し、前記軟水を被電解水とする有隔膜電解にて生成される電解生成アルカリ性水である洗浄作用を有する第３の農作業用水を生成し、前記イオン交換樹脂を再生処理して生成される再生処理済み水であるＣａ，Ｍｇ，Ｋイオンを含有する第４の農作業用水を生成することを特徴とするものである。
【００１４】
【００１５】
【発明の作用・効果】
本発明に係る農業分野で利用する水の製造方法は、イオン交換樹脂を収容する軟水器と、被電解水を電解する有隔膜電解槽と、軟水器に収容されているイオン交換樹脂を再生処理する再生処理手段を備える電解水生成システムを有効に使用して、多種類の農作業用水を生成するものである。すなわち、本発明に係る製造方法によれば、天然水を軟水器に通して軟水処理することにより、Ｋイオンを含有する第１の農作業用水を生成することができ、軟水を被電解水とする有隔膜電解にて殺菌・消毒作用を有する電解生成酸性水である第２の農作業用水を生成することができ、軟水を被電解水とする有隔膜電解にて洗浄作用を有する電解生成アルカリ性水である第３の農作業用水を生成することができ、イオン交換樹脂を再生処理してＣａ，Ｍｇ，Ｋイオンを含有する再生処理済み水である第４の農作業用水を生成することができる。
【００１６】
本発明に係る製造方法にて生成される第１の農作業用水は、Ｋイオンに富むことから、農作物の成長作用を有する農作物用水として利用することができる。第２の農作業用水は、電解生成酸性水であって殺菌・消毒作用に富むことから、農作物を殺菌し、農産物用資材を消毒する殺菌・消毒用水として利用することができる。第３の農業用水は、電解生成アルカリ性水であって、洗浄作用に富むことから、農作物や農産物用資材を洗浄する洗浄用水として利用することができる。第４の農作業用水は、再生処理済み水であってＣａ系成分、Ｍｇ系成分に富むことから、農作物の成長作用を有する農作物用水として利用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、農業分野で利用する水の製造方法に関するものである。図１には、本発明に係る農業分野で利用する水の製造方法の一実施形態である電解水生成システムをブロック図で示している。
【００１８】
当該電解水生成システムは、軟水器１１、フィルタ１２、電解水生成装置１３および噴霧器１４を備えている。当該製造システムにおいては、軟水器１１には、天然水を供給する第１供給管路１５ａと、再生処理用水を供給する第２供給管路１５ｂが接続されている。軟水器１１とフィルタ１２は、第１連結管路１６ａにて連結されている。また、フィルタ１２と電解水生成装置１３の電解槽とは、第２連結管路の分岐管路１６ｂにて連結されており、フィルタ１２と噴霧器１４とは、第２連結管路の分岐管路１６ｃにて連結されている。なお、図中符号１７ａ〜１７ｅは開閉バルブまたは切替バルブを示す。
【００１９】
軟水器１１は、供給される天然水を陽イオン交換処理して軟水に変換する機能を有するもので、軟水器１１内には、粒状の陽イオン交換樹脂からなる陽イオン交換剤が充填されている。当該軟水器１１においては、陽イオン交換剤としては、Ｋ+型陽イオン交換樹脂が採用されていて、第１供給管路１５ａを通して供給される天然水を陽イオン交換処理し、軟水としてフィルタ１２へ供給する。
【００２０】
軟水器１１による天然水の陽イオン交換処理においては、天然水中のＣａイオンやＭｇイオン等が陽イオン交換樹脂（剤）のＫイオンと置換し、この結果、天然水は軟水化される。軟水化された天然水は、必要により、電解水生成装置１３の有隔膜電解槽または噴霧器１４へ供給される。噴霧器１４へ供給される天然水は、栽培中の農作物や農耕地に噴霧器１４を通して散布される。軟水処理された天然水は、Ｋイオンに富む水で、本発明で規定する第１の農作業用水である。
【００２１】
軟水化された天然水は、電解水生成装置１３の電解運転時、被電解水として電解水生成装置１３における有隔膜電解槽の陽極側電解室、および陰極側電解室にそれぞれ供給されて電解される。有隔膜電解では、陽極側電解室にて強酸性水（電解生成酸性水）が生成され、かつ、陰極側電解室にて強アルカリ性水（電解生成アルカリ性水）が生成される。
【００２２】
陽極側電解室で生成される電解生成酸性水は、第１貯留タンク１８ａに貯留され、必要時には注出されて、農作物に対する病害虫の病害菌類の殺菌用水や駆除用水として、また、農作業用の機械、装置、施設、家畜舎の施設、搾乳装置等の洗浄時の殺菌用水として使用される。当該電解生成酸性水は、本発明で規定する第２の農作業用水である。
【００２３】
また、陰極側電解室で生成される電解生成アルカリ性水は、第２貯留タンク１８ｂに貯留され、必要時には注出されて、収穫された農作物、農作業用の機械、装置、施設、家畜舎の施設、搾乳装置等の洗浄用水として使用される。当該電解生成アルカリ性水は、本発明で規定する第３の農作業用水である。
【００２４】
このように、電解水生成装置１３では、軟水を有隔膜電解することにより、電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水を生成し、換言すれば、本発明で規定する第２、第３の農作業用水を生成する。
【００２５】
本実施形態である当該電解水生成システムにおいては、天然水の陽イオン交換処理が所定量が達した時点ごとに電解運転を中断して、軟水器１１内の陽イオン交換樹脂の再生処理を行う。陽イオン交換樹脂の再生処理は、第１供給管路１５ａから軟水器１１への天然水の供給を停止した状態で、再生処理用水を第２供給管路１５ｂを通して軟水器１１へ供給することによって行われる。当該再生処理では、再生処理用水として、塩化カリウム水溶液が使用される。
【００２６】
当該電解水生成装置１３が有する軟水器１１は、Ｋ+型陽イオン交換樹脂を収容していることから、天然水の陽イオン交換処理では、天然水中のスケールを生成し易い金属系成分であるＣａイオンやＭｇイオン等が陽イオン交換樹脂のＫイオンと継時的に置換して、最終的には置換が飽和状態に達する。
【００２７】
当該陽イオン交換樹脂は、この状態では、天然水を軟水化する処理能力が消失することから、これに先だって、再生処理用水である塩化カリウム水溶液を、第２供給管路１５ｂを通して軟水器１１に供給する。
【００２８】
軟水器１１内に供給された再生処理用水は、軟水器１１内に充填されている陽イオン交換樹脂内を流動しつつこれと接触し、この間、再生処理用水中のＫイオンが、陽イオン交換樹脂がすでに置換して吸着しているＣａイオンやＭｇイオン等と置換して、ＣａイオンやＭｇイオン等を離脱させる。
【００２９】
再生処理用水を所定量流動させることにより、当該陽イオン交換剤の再生が完了する。当該再生処理の間、軟水器１１からは再生処理済み水が流出する。流出した再生処理済み水は、第３連結管路１６ｄを通して第３貯留タンク１８cに貯留される。第３貯留タンク１８ｃに貯留される再生処理済み水は、再生処理用水である塩化カリウム水溶液を主体として、再生処理によって当該陽イオン交換樹脂から離脱したＣａイオンやＭｇイオン等を多く含有するものである。
【００３０】
当該再生処理済み水が多く含有するＣａイオンやＭｇイオン等は、農作物にとっての５大栄養素の一部である。このため、第３貯留タンク１８ｃ内の再生処理済み水を必要時に注出して、農作物の成長に有効な農作業用水として使用することができる。換言すれば、当該再生処理済み水は、本発明で規定する第４の農作業用水であって、栄養素の富む水として農作物の栽培に有効に利用することができる。
【００３１】
当該電解水生成システムの一例においては、陽イオン交換樹脂として細粒状のＫ+型陽イオン交換樹脂を容量にして４〜６Ｌ採用した場合、当該陽イオン交換樹脂の１回の再生には、一価の金属塩（例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム等）を約９００ｇを必要とし、また、排出される再生処理済み水は約３００Ｌとなる。
【００３２】
従って、当該陽イオン交換樹脂の再生処理用水として、塩化ナトリウム水溶液（例えば食塩水等）を採用した場合には、塩化ナトリウム水溶液を主体とする再生処理済み水が大量に生成される。当該再生処理済み水は、塩害を伴うことから有効に利用することができず、大量の塩化ナトリウム水溶液を無駄に排水することになる。また、当該再生処理済み水を集中的に大量に排水することによっても、周囲で塩害を発生するおそれがある。
【００３３】
これに対して、当該陽イオン交換樹脂の再生処理用水として、塩化カリウム水溶液を採用した場合には、塩化カリウム水溶液を主体とする再生処理済み水が大量に生成される。しかしながら、当該再生処理済み水は被電解水として利用することはできないが、大量の塩化カリウム水溶液を無駄に排水することなく、必要時にはその使用量を制御しつつ、農作物の成長に有効な水として使用することができる。
【００３４】
なお、当該再生処理済み水の使用に当たっては、必要により、当該再生処理済み水の濃度を調整し、および／またはｐＨを調整して、農作物に対する濃度やｐＨの影響を解消するようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る農業分野で利用する水の製造方法を実施するための一製造システムを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１１…軟水器、１２…フィルタ、１３…電解水生成装置、１４…噴霧器、１５ａ，１５ｂ…供給管路、１６ａ〜１６ｄ…連結管路，１７ａ〜１７ｅ…バルブ、１８ａ〜１８ｃ…貯留タンク。
【図１】
0004614623.tif 000002