硬水的軟化需使用離子交換法，它的目的是利用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂以鈉離子來(lái)交換硬水中的鈣與鎂離子，以此來(lái)降低水源內(nèi)之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應(yīng)式如下：

Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1

式中的EX表示離子交換樹(shù)脂，這些離子交換樹(shù)脂結(jié)合了Ca2+及Mg2+之後，將原本含在其內(nèi)的Na+離子釋放出來(lái)。

樹(shù)脂基質(zhì)（resin matrix）內(nèi)藏氯化鈉，在硬水軟化的過(guò)程中，鈉離子會(huì)逐漸被使用耗盡，則交換樹(shù)脂的軟化效果也會(huì)逐漸降低，這時(shí)需要作還原（regeneration）的工作，也就是每隔固定時(shí)間加入特定濃度的鹽水，一般是10%，其反應(yīng)方式如下：

Ca-EX2+2Na+ （濃鹽水）→ 2Na-EX+Ca2+
Mg-EX2+2Na+ （濃鹽水）→ 2Na-EX+Mg2+

如果水處理的過(guò)程中沒(méi)有陽(yáng)離子的軟化，不只是逆滲透膜上會(huì)有鈣鎂體的沉積以致降低功效甚至破壞逆滲透膜，長(zhǎng)期飲用也容易得到硬水癥候群。硬水軟化器也會(huì)引起細(xì)菌繁殖的問(wèn)題，所以設(shè)備上需要有逆沖的功能，一段時(shí)間後就要逆沖一次以防止太多雜質(zhì)吸附其上。

全自動(dòng)鈉離子交換器采用離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結(jié)垢離子。當(dāng)含有硬度離子的原水通過(guò)交換器內(nèi)樹(shù)脂層時(shí)，水中的鈣、鎂離子便與樹(shù)脂吸附的 鈉離子發(fā)生置換，樹(shù)脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進(jìn)入水中，這樣從交換器內(nèi)流出的水就是去掉了硬度的軟化水。