在日常生活中，我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成。这是什么原因呢？原来在我们取用的水中含有不少无机盐类物质，如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现，一旦它们加温煮沸，便有不少钙、镁盐以碳酸盐形成沉淀出来，它们紧贴壶壁就形成水垢。我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水，高于17度的称为硬水，介于8～17度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水，泉水、深井水、海水都是硬水。
1工作原理
水的硬度主要由其中的阳离子：钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子构成。 当含有硬度的原水通过交换器的树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂吸附，同时释放出钠离子，这样交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水,当树脂吸附钙、镁离子达到一定的饱和度后，出水的硬度增大，此时软水器会按照预定的程序自动进行失效树脂的再生工作，利用较高浓度的氯化钠溶液(盐水)通过树脂，使失效的树脂重新恢复至钠型树脂。
2软化水的作用
软化水的适用领域:浴室、厨房、洗衣、暖气、锅炉、中央空调设备供水等广大领域。
软水有如下的作用:
（1）防止水管道、热水器、咖啡机，加湿器、蒸汽电熨斗、浴缸、淋浴喷头、抽水马桶等家庭器具积留水垢、经常堵塞、热效率低等现象。
（2）煮咖啡、冲茶叶，口感独特，味道纯正。养花，延长开花期，绿叶无斑点，花朵艳丽。养鱼，预防各类鱼类疾病。软水煮饭饱满、蓬松、口感好；卫生器具，晶莹剔透，无污渍斑点。
（3）延长豆腐保质期，豆浆更香浓，豆芽不需生长素，长势粗壮。洗菜，清除农药成分，延长蔬菜保鲜期。煮饭，缩短时间，米粒松软光润、面食不易膨胀。烹调，保持蔬菜的天然口感和营养成分。
（4）有效抑制真菌，促进外伤愈合，减少便秘、肠胃类及结石类疾病的发病几率。发生皮外伤、冻伤、烧伤之类意外时，先用软水洗净患处后，并以软水浸湿脱脂棉、纱布、毛巾等，轻擦患部，可快速愈合伤口，并且使烧伤引起的浮肿马上消失，这是由于软水具有促进细胞组织再生的作用。可以有效抑制真菌促进细胞组织的再生。发生皮外伤、冻伤、烧伤之类意外时，用软水洗净可快速愈合伤口。
（5）洗衣，预防静电、脱色、变型，清洗餐具，洁净无水渍，提高器皿光泽度。清洗厨房浴室，强劲去污、除异味。具有较强的去污力。软水洗涤衣物纤维，不会发硬，发脆，节约洗涤用品。
（6）软水从根本上消除了水碱，使设备安全运行，节省经费支出，减少水设备及水管道维修费60%以上，减少热水燃料费30%以上，减少洗涤剂购置费50%以上。
原水
是指未经过处理的水。从广义来说，对于进入水处理工序前的水也称为该水处理工序的原水。例如由水源送入澄清池处理的水称为原水。(自来水河水地下水）
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。
(工业上采用截然不同的标准，工业上一般只有硬度<1的水称作软水，1-10之间都经常笼统地称为硬水，硬度>10的水也多称为高硬水)
有些钙、镁离子含量很高的水却不见有水垢生成，这是因为这些钙、镁离子以氯化盐形式存在，它们是可溶的，所以在加热时并不能沉淀出来。
水的硬度对日常生活影响是很大的。如水的硬度大时洗衣服不起泡；旅居异地因饮水的硬度不适应可出现水土不服的症状；壶内结水垢会使壶的导热性下降；工业锅炉的水垢可引起爆炸事故。所以，生活和工业用水均应适当控制水的硬度。常喝软水（纯净水）容易得心脑血管疾病，常喝硬水（矿泉水）容易得肾结石。
区分软水与硬水
一般我们日常生活中经常提到的“软水”和“硬水”，就是指水中碳酸镁和碳酸钙的含量，以“毫克碳酸镁/公斤水”或者“ppm”来表示，这就称之为水的硬度。
水质的硬度过于高，喝起来口感不好，水中也容易产生白色沉淀物状的水垢;水垢附在加热容器或者是加热器上面，日积月累就会延长容器加热的时间，也会加大能源的耗损。如果水垢进入人体，对人体的健康也会有影响，因为水垢是无法被吸收的。
那么水的硬度应该是多少才合适呢?并没有正式由****或学会提出的建议值，我国的检验标准为1000ppm以下。
人们一般将水质的硬度分为四个等级
1.软水:0-60ppm
2.稍硬水：60-120ppm
3.硬水：120-180ppm
4.极硬水：181ppm以上
面对污染日趋严重的工业社会，水的问题已经不单单是“硬度”或者是总溶解固体量的多与少;我们已知的水中污染物质有：有机物、微生物、细菌、氯等等。市场上已经有了很多种过滤器，这些过滤器可以帮助大家讲水中的污染物去除掉，但是，由于处理水质的方法不同，去除的能力也是不同的。
已知的处理饮用水的处理方法有：活性炭过滤法、臭氧杀菌法、离子交换法、逆渗透法、蒸馏法、煮沸法等。不过，这些方法也只是起到单纯的杀菌的作用，有的可以去除悬浮物、微生物和细菌。有的可以出去有机物、恶臭、三氯化钾。其中，比较先进、实用的水处理技术就是RO逆渗透水处理技术。RO逆渗透水处理技术也可以直接接入办公室、家庭、学校。
优质的净化水质的方法可以改善生活品质，促进健康;而去除水中对健康有影响的污染物质，以及软化水的硬度就是是净化水质的目标。
软水是只含有少量的可溶性镁盐和钙盐的天然水，也可以说经软化处理过的硬水。天然的软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水等。经软化处理过的硬水镁盐和钙盐的含量下降到1.0~50毫克/升的软化水。煮沸虽然可以讲硬水暂时变为软水，但是面对工业上大量的用水需求，这种方法既不经济也不现实。那么对于工业用水就可以采用：
① 离子交换法。沸石和离子交换剂虽然都不溶于水，但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应，使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用，故此法是既经济又先进的软水法。
② 石灰-苏打法
先测定水的硬度，然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠，硬水中的钙、镁离子便沉淀析出：
Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
CaSO4+Na2CO3CaCO3↓+Na2SO4
③磷酸盐软水法。对于锅炉用水，可以加入亚磷酸钠(NaPO3)作为软水剂，它与钙、镁离子形成络合物，在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出，从而不会形成水垢。此法不适合于饮用水的软化。
4软化原理
树脂分离软水技术是通过水的钠离子交换软化法，就是原水通过钠离子交换剂时，水中的Ca2+、mg2+被交换剂中的Na+所代替，使易结垢的钙镁化合物转变为不形成水垢的易溶性钠化合物而使水得到软化。全自动钠离子交换器主要是由多路控制阀、控制器、树脂罐(内有布水器)、盐箱组成，多路控制阀在同一阀体内多个通路的阀门，控制器根据设定的程序向多路阀发生指令，多路阀自动完成多个阀门的开关。从而实现运行，反洗、再生、置换、正洗的程序，无需设置盐液液泵。设备简单，可广泛应用于工业和民用软化用的制备，如蒸汽锅炉给水、供热空调、水池等用水系统。纳米晶技术，即TemplateAsistedCrystallization（模块辅助结晶），利用纳米晶产生的高能量，把水中游离的钙、镁、碳酸氢根离子打包成纳米级的晶体，从而阻止游离离子生成水垢。
5工作程序
1、 供水：未处理的水通过树脂层，发生交换反应，产生软水。
2、 反洗：水从树脂层下部进入，松动树脂，去除细碎杂物。
3、 进盐水再生：利用较高浓度的盐水（Nacl）流过树脂，将失效树脂重新还原为钠型可用树脂。
4、 冲洗：按照供水时的流程使水通过树脂冲洗掉多余的盐液和再生交换下来的钙、镁离子。
5、 注水：向盐箱内注水，溶解食盐，以备下次再生所用。
2、 反洗：水从树脂层下部进入，松动树脂，去除细碎杂物。
3、 进盐水再生：利用较高浓度的盐水（Nacl）流过树脂，将失效树脂重新还原为钠型可用树脂。
4、 冲洗：按照供水时的流程使水通过树脂冲洗掉多余的盐液和再生交换下来的钙、镁离子。
5、 注水：向盐箱内注水，溶解食盐，以备下次再生所用。
6软化水过程
钙的去除：
CaCO3+2Na-R=Ca-R+Na2CO3
Ca(HCO3)2+2Na-R=Ca-R+2NaHCO3
镁的去除：
MgCO3+2Na-R=Mg-R+Na2CO3
Mg(HCO3)2+2Na-R=Mg-R+2NaHCO3
7软化水树脂
强酸性变色阳离子交换树脂，主要用于硬水软化、纯水制备、家用饮水机、净水器等。使用中可以通过树脂颜色变化直观的观察树脂的运行情况。该产品为绿色球状颗粒，失效后变为紫色球状颗粒，可反复再生使用。
理化性能指标
指标名称指标
外观绿色球状颗粒
出厂型式钠型
含水量 %43.00-48.00
质量全交换容量 mmol/g≥4.40
体积全交换容量 mmol/ml≥1.90
湿视密度 g/ml0.78-0.88
湿真密度 g/ml1.250-1.290
范围粒度 %(0.315mm-1.250mm)≥95.0
下限粒度 %(<0.315mm)≤1.0
有效粒径 mm0.400-0.700
均一系数≤1.60
磨后圆球率 %≥90.00
特性
树脂母体结构 苯乙烯/二乙烯苯共聚合体
官能基 -SO3-
物理形态 不溶性﹐琥珀色颗粒
出货时之离子型态 钠离子型
总交换容量 ³2.0克当量/公升(钠型)
比重 1.26到1.30(钠型)
含湿比率 43到47%(钠型)
包装密度 850克/公升(钠型)
颗粒大小
均匀系数 £1.2
颗粒平均直径 650±50um
细微颗粒含量 <0.300mm: 0.1%max
粗颗粒含量 >0.850mm: 10%max
**可逆膨胀率 钠型转换成氢型时:10%
强酸性变色阳离子交换树脂
