水中的钙镁离子的存在是水温变化时形成水垢的主要原因。目前在国内常用的软化水设备主要有手动式、国产组合式、国产多阀式、多路阀式几种，其中多路阀式软化水设备是目前市场上的主要产品，这种设备以的多路阀及控制器为核心，配用国产的树脂罐、盐箱、管道等材料构成全自动软化水设备。
由于水垢的沉积对人们的生活及生产均有很明显的影响，所以生产用水和生活用水均对硬度指标有一定的要求，特别是锅炉用水中若含有硬度盐类，会在锅炉受热面上生成水垢，从而降低锅炉热效率、增大燃料消耗，甚至因金属壁面局部过热而损伤部件、引起爆炸。因此对于低压锅炉要进行水的软化处理；对于中、高压锅炉要进行水的软化与脱盐处理。
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。这种方法是目前常用的标准方式。主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”（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”）。
离子交换法的工作原理：
离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基因团。一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。
当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基因团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，水的硬度下降。硬水就变为软水，这是软化水设备的工作过程。
当树脂上的大量功能基因团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基因团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫做“再生”。
由于试剂工作的需要，软化水设备的标准工作流程主要包括：
工作（有时叫做产水、下同）、反洗、吸盐（再生）、慢冲洗（置换）、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的（其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程）。
反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全暴露出来，再生的效果才能得到。反洗过程就是水从树脂的底部流入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲掉。这个过程一般需要5-15分钟左右。
吸盐（再生）：即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入，全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入（进水要有一定的压力）。在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这份合格过程一般需要30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。
慢冲洗（置换）：再用盐水流过树脂层以后，用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，由于这个过程中仍有大量的功能基因团上的钙镁离子被钠离子交换，根据实际经验，这个过程中是再生的主要过程，所以很多人将这个过程称做置换。这个过程一般同吸盐的时间相同，即30分钟左右。
快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的后出水应为达标的软水。一般情况下，快冲洗过程为5-15分钟。
手动软化水设备吸盐操作参照反渗透预处理树脂再生操作方法，具体如下：
当树脂吸附一定量的钙、镁离子之后，就必须进行再生。时间为每运行48小时左右（原水为市政自来水时），须再生一次。再生过程就是用盐箱中的工业盐冲洗树脂层，把树脂上的钙、镁等硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换能力（软水器不可用加碘盐、加钙盐作再生剂、定期向盐箱加盐确保盐水饱和浓度），再生时间推荐在晚上较好，设备停机后吸完盐，放置一晚上，第二天必须按反洗、正洗步骤清洗干净后，在启动主机。
树脂再生步骤：打开进盐阀，其余阀门关闭，启动原水泵，把盐箱中的盐水全部吸入软化器内，放置4小时以上。
洗盐：树脂再生后，必须将软化器内的盐冲洗干净方可使用，按手动阀冲洗方法（包括正冲洗和反冲洗）。
