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為了有效降低水中硬度，系統前級增加軟化水系統
水質軟化的反應方程式為：（R代表樹脂本體）
2RNa + Ca2+ =R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ =R2Mg + 2Na+
吸附鈣、鎂離子飽和后的樹脂經過鈉鹽溶液的處理，可重新轉化為鈉型而恢復其交換能力，這一再生過程的反應式為：
R2Ca + 2Nacl =2RNa + Cacl2 R2Mg + 2Nacl =2RNa + Mgcl2
原水在一定的壓力（0.2-0.6Mpa）、流量下，通過控制閥腔，進入裝有離子交換樹脂的容器（樹脂罐），樹脂中所含的Na+與水中的Ca2+、Mg2+等陽離子進行交換，使容器出水的Ca2+、Mg2+離子含量達到既定的要求，從而實現了硬水的軟化，容器出水殘余硬度的標準為：≤0.03mmol/L。
當樹脂失效后、進行再生之前， 先用水自下而上的進行反洗。 反洗流速可控制在11-18m/h之間，反洗須至出水澄清為止，反洗時間約為 10~15min，以沉降后陽，陰樹脂層界面是否清晰判別分層效果。反洗的目的有二個，一是通過反洗，使運行中壓緊的樹脂層松動，有利于樹脂顆粒與再生液充分接觸；二是使樹脂表面積累積的懸浮物及碎樹脂隨反洗水排出，從而使交換器的水流阻力不會越來越大。為了保證一定的反洗效果，要有一定的反沖洗膨脹高度。膨脹高度過低，達不到反洗的要求，又會造成樹脂的流失；過高，也要增加設備的投資。實際生產表明，交換器的反洗膨脹高度為樹脂層的60﹪( 又有80﹪)左右為好。
由于采用虹吸原理，故本套設備再生過程為自動從鹽箱吸鹽，在一定濃度（鹽液濃度以 6~10 × 1/100 為宜）、流速（為4-6m/h）下，流經失效的樹脂層，再一次進行陽離子交換，使其恢復原有的交換能力。在再生液進完后，交換器內尚有未參與再生交換的鹽液，采用小于或等于再生液流速即≤4-6m/h的清水進行清洗（慢速清洗），以充分利用鹽液的再生作用并減輕正洗的負荷。正洗（快速清洗）的目的是：清除樹脂層中殘留的原生廢液，通常以正常流速清洗至出水合格為止。
離子交換樹脂的選擇：
離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
陽離子交換樹脂大都含有磺酸基（-SO3H），羥基（-COOH）或苯酚基（-C6H4OH）等酸性基團，其結構式可簡單表示為R--SO3H，式中R代表樹脂母體。
反應式為：2R--SO3H + Ca2+=（R--SO3）2Ca + 2H+
陰離子交換樹脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（-NH3）或亞胺基（-NH2）等堿性基團它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用。
反應式為：R-N（CH3）OH + cl-=R-N（CH3）3cl + OH-
本套設備的主要工藝為軟化，即原理為置換其中的鈣、鎂等陽離子，故采用Na型陽離子交換樹脂。
鈉離子交換軟化處理的特點是：
（1）除去水中的硬度而堿度不變，只不過是Ca2+、Mg2+與Na+進行等電荷摩爾量交換而已；
（2）在一般天然水中Mg2+的含量都比較少，主要起交換作用的是Ca2+和Na+，而鈣的摩爾質量M（1/2Ca）是20，鈉的摩爾質量M（Na）是23，基本接近，因此，鈉離子交換軟化處理的水中含鹽量基本不變，水中溶解固形物也沒有多大變化；
（3）在再生過程中，有時由于正洗不徹底，或者是再生劑系統閥門的泄漏，使軟化處理后的水中氯根反而比原水有所增加，但通過精心操作是可以避免的。
離子交換樹脂用量的計算先是進行初算，再進行復算調整。樹脂的濕視密度一般在0.6-0.85g/ml之間。樹脂的體積可以通過計算求得，之后就可以大概算出樹脂的裝填量。
（1）樹脂的體積用量計算：
V=Q*∑I/E
式中 V—樹脂體積，m³;
Q—周期制水量，m³或t;
∑I—原水中陽離子的濃度，mmol/L,取分析最高值；
E—離子交換樹脂的工作交換容量，mmol/L。
（2）樹脂的重量計算：
W=V*R
式中W—樹脂重量，t;
R—樹脂的視密度，g/mL。
第二步進行復算調整。
因為， V=¼∏d²*H
式中 d—離子交換塔內徑，m;
H—樹脂的填裝高度，m。
注意：H的選擇，對一級除鹽水處理，當交換塔徑在2m以上時，樹脂層高度不低于1.5m（一般選擇1.8m）；對塔徑〈2m時，高度可適當放低。混合床的塔徑在1.5m以上時，樹脂總高度不低于1m，不高于1.5m；塔徑〈1.5m時，高度可適當放低。混床的陰、陽樹脂比例原則上可按2比1。使用上可根據具體情況適當調整。
所謂鹽耗是對已經失效的樹脂，使其再恢復交換能力所消耗的再生劑量。即每恢復1mol樹脂交換能力M時，所消耗再生劑（Nacl）的克數。
鹽耗=2G/VH g/mol
式中 G—再生一次所消耗的Nacl的量，g;
V—周期制水量，m³;
H—被處理水的硬度，mol/m³。
由于離子交換是等[H+]摩爾進行的，從理論上來說每除去0.5mol的硬度需要消耗1mol的Nacl,即58.8g。然而，實際生產運行中鹽耗是上述理論值的3倍左右。通常為150-200g/mol,主要與操作管理及工藝等都有關。
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