硬水 软化就是将硬水中的钙、镁等可溶性盐除去的过程，硬水软化的方法很多，常用的有煮沸法、 化学 软化法、 离子交换 软化法等。
硬水 并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来很多麻烦，比如用水器具上结 水垢 、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。
硬水在工业上会造成极大的危害甚至危险，例如造成 工业锅炉 积垢 传热 不良浪费能源，也容易造成系统运行故障，甚至因传热不匀可能引起爆炸。所以，就有了多种软化技术。
硬水危害
所谓"硬水"是指水中存在溶解的矿物质成分，尤其是钙和镁。所谓“ 硬水 ”是指水中所溶的矿物质成分多，尤其是钙和镁。硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来好多麻烦，比如用水器具上结 水垢 、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。
硬水 中含盐量通常以硬度表示。硬度单位是度，1度相当于每升水中含10毫克的 氧化钙 。硬度在8以上者通常称为硬水， 地下水 （如井水、泉水）的含盐量较多，属于硬水。在硬水中， 钙盐 和 柠檬酸镁 以 碳酸氢盐 、 碳酸根 、 硫酸盐 、 氯化物 和 硝酸盐 的形式存在。
硬水在工业上会造成极大的危害甚至危险，例如造成 工业锅炉 积垢 传热 不良浪费能源，甚至因传热不匀可能引起爆炸。
硬度分级
水在蒸发及降雨过程中吸收溶解大气中的污染物； 降水 落到地面，溶解地面上的污物；地面水渗入地下或汇入江河的过程中，不断溶解所接触到的矿物质， 物质 等。水在 水循环 中溶解了所接触到的钙（Ca），镁（Mg）离子，形成了水的硬度。
水的硬度一般是指水里钙镁离子浓度总和，单位为毫 摩尔 每升（mmol/L）。通常，如果1L水里含有10mg CaO 或相当于10mgCaO的物质，例如7.1mg MgO ，那么这样的水的硬度称为1度。
通常硬度在0-4度称为很 软水 ，4-8度称为软水，8-16度称为中 硬水 ，16-30度称为硬水，30度以上称为很硬水。
软化方法分类
若水的硬度是暂时硬度，这种水经过煮沸以后，水里所含的 碳酸氢钙 或 碳酸氢镁 就会分解成不溶于水的 碳酸钙 和难溶于水的 氢氧化镁 沉淀。这些 沉淀物 析出，水的硬度就可以降低，从而使硬度较高的水得到软化。
若水的硬度是永久硬度，往往使用以下几种方法。
1） 离子交换 法：采用特定的 阳离子交换树脂 ，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于 钠盐 的 溶解度 很高，所以就避免了随温度的升高而造成 水垢 生成的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的 软化水处理设备 一般也叫做“ 浮床 ”（由于采用的多为钠离子 交换树脂 ，所以也多称为“ 钠离子交换器 ”）、 软水机 、 软水器 。
2）膜分离法：纳滤膜（NF）及反渗透膜（RO）均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是，效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。
3） 生石灰 法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高 硬水 ，只能将硬度降到一定的范围。
4）电磁法：采用在水中加上一定的 电场 或 磁场 来改变离子的特性，从而改变 碳酸钙 （ 碳酸镁 ）沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬 水垢 的形成。其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业（如 中央空调 等）循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理（同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实）。
5）加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与 碳酸根 结合的特性，从而使 水垢 不能析出、沉积。现工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广；但水量较大时运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、 食品加工 、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。
水的暂时硬度是由 碳酸氢钙 或 碳酸氢镁 引起的，这种水经过煮沸以后，水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的 碳酸钙 和难溶于水的 碳酸镁 沉淀。
软化的原理
除去或减少自然水中的 钙盐 或 镁盐 等的过程叫做硬水软化。软化的方法主要有药剂软化法和离子交换法。
药剂软化法
① 生石灰 软化法将 生石灰 加水调成 石灰乳 加入水中则可消除水的暂时硬度，反应为
Ca( HCO3 )2+ 氢氧化钙 →2 CaCO3 ↓+2H2O
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
同时石灰乳能使镁、铁 等离子 从水中沉淀出来，促使 胶体 粒子凝聚，但此法不能使水彻底软化，它只适用于 碳酸盐 硬度较高而不要求高度软化的情况，也可作为其他方法的预处理阶段。
②石灰纯碱软化法即用石灰乳和纯碱的混合液作为水的软化剂。纯碱能消除水的永久硬度，如
CaCl2 + Na2CO3 →CaCO3↓+2NaCl
MgSO4 +Na2CO3→ 碳酸镁 ↓+ Na2SO4
③综合软化法以 石灰乳 和纯碱作为基本软化剂，以少量 磷酸钠 为辅助软化剂。磷酸三钠能与造成暂时硬度及永久硬度的盐类生成难溶盐使之沉淀。
离子交换法
离子交换 法可以认为是一种特殊的 吸附 过程。钠型 阳离子 交换剂能从溶液中吸附多种阳离子，而把本身的钠离子放入溶液中，从而达到软化的目的。交换剂种类很多。 无机 离子交换剂交换容量较小，工业上应用较多的 磺化煤 也趋于淘汰，目前普遍使用的是有机 有机高分子化合物 聚合物，又叫 离子交换树脂 。 阴离子交换树脂 由有机 均聚物 本体和能进行交换的阳离子或 阴离子 构成，分为 阳离子交换树脂 和阴离子交换树脂（参见“离子交换树脂”）。阳离子交换树脂又因所带交换基的不同分为钠型（R—Na）、氢型（R—H）、 型（R— NH4 ）等。 离子交换 是一种 可逆过程 ，当 硬水 流过钠型 交换树脂 时，Ca，Mg 等离子 按下式被交换：
2R- Na+Ca=CaR2+2Na
随着反应的进行，交换速度越来越慢，继而停止交换。此时必须用 食盐水 冲洗交换剂，使反应向左进行，交换剂得以再生。实际应用中的操作过程：①交换欲处理的水流过离子交换剂层，进行交换，直至交换剂失效；②反冲洗使水逆向流过已失效的离子交换剂，除去交换时聚集的悬浮物和破碎的交换剂，并松动交换剂层；③加入再生剂使之进行再生反应，并将交换下来的Ca，Mg等离子带出，恢复交换剂的能力；④正洗使水流经交换剂层，去除所有的再生剂。