在自然界中，天然水中含有某些金屬離子，這些金屬離子在水被加熱時，由于水的蒸發濃縮會在加熱面上形成一些成份不同、密度不同、堅硬的固體附著物，這些堅硬的固體附著物就是水垢，而這些金屬離子在水中的濃度被稱為水的硬度。對于天然水而言，這些金屬離子主要是鈣Ca2+ 、鎂Mg2+ 離子。當原水通過軟水器時，水中的鈣、鎂離子被樹脂中的鈉離子置換出來，使水的硬度降低，從而達到使用標準。
用來衡量鈣鎂離子總量的指標是硬度，總的說來，水的硬度主要由鈣（Ca2 +）、鎂（Mg2+）離子構成的，其具體指標是同類離子折合為碳酸鈣來計時的數值，目前標準單位是mmol/L（毫摩爾每升）。傳統的單位有mgN/L （毫克當量每升）、德國度、美制（英制）等，目前在國內常用的硬度單位是mg/L（毫克每升）、mmol/L（毫摩爾每升）、mgN/L（毫克當量每 升），偶爾會有用戶使用德國度，用德國度除以2.8即可換算為國標的數值mmol/L（毫摩爾每升），如果采用美制的Grain/Gallon（格令每加侖）。
由于水垢的沉積對人們的生活及生產均有很明顯的影響，所以生產用水和生活用水均對硬度指標有一定的要求,特別是鍋爐用水中若含有硬度鹽類，會在鍋爐 受熱面上生成水垢，從而降低鍋爐熱效率、增大燃料消耗，甚至因金屬壁面局部過熱而損傷部件、引起爆炸。因此對于低壓鍋爐要進行水的軟化處理；對于中、高壓 鍋爐要進行水的軟化與脫鹽處理。
由于實際工作的需要， 軟化水設備的標準工作流程主要包括：
1、工作（有時叫做產水，下同）、反洗、吸鹽（再生）、慢沖洗（置換）、快沖洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接 近，只是由于實際工藝的不同或控制的需要，可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來的（其中，全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程）。
2、反洗：工作一段時間后的設備，會在樹脂上部**很多由原水帶來的污物，把這些污物除去后，離子交換樹脂才能*曝露出來，再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部**下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鐘左右。
3、吸鹽（再生）：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統設備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是采用的內置噴射器將鹽水吸入（只要進水有一定的壓力即 可）。在實際工作過程中，鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設備都是采用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過 程一般需要30分鐘左右，實際時間受用鹽量的影響。
4、慢沖洗（置換）：在用鹽水流過樹脂以后，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程叫慢沖洗，由于這個沖洗過程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂 離子被鈉離子交換，根據實際經驗，這個過程中是再生的主要過程，所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同，即30分鐘左右。
5、快沖洗：為了將殘留的鹽*沖洗干凈，要采用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的后出水應為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鐘。
全自動軟水器是將軟水器運行及再生的每一個步驟實現自動控制，并采用時間、流量或其它感應器等方式來啟動再生。全自動軟水器的基本構成為：FLECK、AUTOTROL多路控制閥、玻璃鋼罐、樹脂（含001×7樹脂）、鹽箱及管路系統。
我們都知道,普通的水中含有多種可溶解的化合物，有些物質的溶解度隨著溫度的變化有較明顯的變化，其中的碳酸鈣、碳酸鎂類的物質，其溶解度隨著溫度的升高 而下降。當溫度升高時，原來溶解于水中的碳酸鈣、碳酸鎂析出形成沉淀物，這些沉淀物可以是以絮狀、粉末狀，或沉積在容器、管道表面，形成水垢。
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