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水中的钙、镁离子实际上是溶解的矿石。当水流经岩层和地壤时溶解了钙和镁的沉积物，这种溶解的矿物最终进入到地下水层。当水从地下水层被抽到表面时，水中含有溶解的硬性矿物质，这种水称为硬水。软水器使溶解在水中的钙镁硬性矿物质被软化剂树脂上的软性矿物质的的交换。所有这三种矿物质都是叫做阳离子的带电正电荷离子。在适当的压力容器中，含硬性矿物的水通过离子交换树脂可发生离子交换反应。在现代的软水器中装有千百万颗粒细的聚苯乙烯/二乙烯苯塑料球，所有小球都含有许多吸引正离子的负电荷交换位置。当树脂处在再生状态时，这些负电荷换位置为带正电荷的钠离子占据。当钙和镁经过树脂贮槽时，它们与树脂小球接触，从交换位置上取代钠离子，从而被除去。通过天然树脂置换出水中钙、镁离子等，降低水的硬度；有效减少对衣物和皮肤的磨损，避免管道、洁具、卫浴设备等结垢问题。
运用离子交换的原理，用软化系统中的钠离子交换树脂吸附水中的钙、镁离子，释放钠离子，使水质得到软化的工作过程。可有效去除水垢，调节水质，减少硬水对肌肤、衣物的损伤。
