二、水的软化
硬水软化的目的就是根据需要采用适当的方法降低水中钙、镁等离子的含量，使硬水软化为软水，这种处理过程称作水的软化。
目前，水的软化主要采用化学方法进行，经常使用的有软水剂法和离子交换法。
1.软水剂法
该法是用化学药品作为软水剂，与水中的钙镁离子作用，或生成不溶性沉淀使之从水中去除，或形成稳定的可溶性络合物，从而降低水的硬度。
（1）沉淀法。通常使用石灰和纯碱，使水中的钙离子形成CaCO3沉淀、镁离子形成Mg（OH）2沉淀而从水中除去，从而降低水的硬度，称为石灰—纯碱法。该法较经济实用。
①与酸式碳酸盐的作用。
Ca（HCO3）2+Ca（OH）2→2CaCO3↓+2H2O
碳酸氢镁与石灰作用时，先转变为微溶性的MgCO3，再继续与石灰作用才能转变成不溶性的Mg（OH）2而沉淀出来。反应如下：
Mg（HCO3）2+Ca（OH）2→MgCO3+CaCO3↓+2H2O
MgCO3+Ca（OH）2→Mg（OH）2↓+CaCO3↓
②与氯化物和硫酸盐的作用。
CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl MgCl2+Ca（OH）2→Mg（OH）2↓+CaCl2
CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4MgSO4+Ca（OH）2→Mg（OH）2↓+CaSO4
去除钙、镁离子的同时，水中的铁锰盐也被转变成了不溶性的氢氧化物沉淀而除去。
若硬水中只加纯碱（Na2CO3），经煮沸也可以降低水的硬度，但由于碳酸镁在水中仍有一定的溶解度，故软化程度不高。
磷酸三钠也是常用的软水剂，它能与水中的钙、镁离子作用生成磷酸钙、磷酸镁沉淀，具有较好的软水效果，如：
3Ca（HCO3）2+2Na3PO4→Ca3（PO4）2↓+6NaHCO3
3CaSO4+2Na3PO4→Ca3（PO4）2↓+3Na2SO4
经纯碱或磷酸三钠处理的软水，往往含有较高的碱度，仅可直接用于碱性条件下的前处理、染整加工等。
工业上采用石灰—纯碱法进行软水处理时，是将水与需要量的化学药品在反应器中混合，处理后放出软水，沉淀物由反应器底部排出。而纯碱和磷酸三钠往往是适量添加到前处理和印染工作液中，起到软水剂的作用。
（2）络合法。六偏磷酸钠是染整加工中经常使用的络合型软水剂，它能与水中的钙、镁离子形成稳定的水溶性络合物，从而将钙、镁盐杂质去除，起到软化水的作用，反应如下：
Na4[Na2（PO3）6]+Ca2+→Na4[Ca（PO3）6]+2Na+
Na4[Na2（PO3）6]+Mg2+→Na4[Mg（PO3）6]+2Na+
由于六偏磷酸钠在软化水过程中不会产生不溶性沉淀物，故更适合作为软水剂直接添加到染整工作液中，但价格相对偏高。
除了六偏磷酸钠以外，乙二胺四乙酸钠和氨三乙酸钠、氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、羟基亚乙基二膦酸（HEDP）等是更优良的络合型软水剂，少量使用即有良好的软水效果，生成的水溶性络合物也更加稳定，在工业上已有大量应用，但必须考虑络合剂的生物降解、含磷含氮等环保因素。磷酸三钠类磷酸盐、含磷络合剂等含有磷，已限制使用。
2.离子交换法
离子交换法是利用具有一定化学反应活性的离子交换型材料，将硬水中的钙、镁离子吸附到固体材料中，从而降低水的硬度，达到软水的目的。常用的离子交换型材料有泡沸石、磺化煤、离子交换树脂三种。由于离子交换树脂具有机械强度较好、化学稳定性优良、交换效率高、使用周期长等突出优点，目前，已逐渐取代其他两种材料而成为工业中大量生产软化水的主要材料。
（1）离子交换树脂。离子交换树脂是一种具有化学反应活性的高分子材料，有阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两种。
①阳离子交换树脂。阳离子交换树脂可交换水中的各种阳离子，如Ca2+、Mg2+等。目前广泛采用国产732型聚苯乙烯强酸性阳离子交换树脂，出厂时多为钠型。这种高分子材料中带有具有反应性的磺酸基，可吸收水中的绝大部分Ca2+、Mg2+等，从而使水质软化。其作用原理如下：
先将比较稳定的钠型树脂用酸转型为活性较高的氢型树脂：
R—SO3Na+H+→R—SO3H+Na+
然后将硬水缓慢通过氢型树脂层，产生离子交换作用，使水软化：
2R—SO3H+Ca2+→（R—SO3）2Ca+2H+
②阴离子交换树脂。阴离子交换树脂可交换水中的各种阴离子，如Cl-、SO2-4等。目前广泛采用国产717型聚苯乙烯强碱性阴离子交换树脂，出厂时多为氯型。这种高分子材料中带有具有反应性的季铵基，可吸收水中的Cl-、SO2-4，可使经阳离子交换树脂软化后的水由酸性变为中性，并使软水进一步得以净化。其作用原理如下：
首先，将比较稳定的氯型树脂用碱转型为活性较高的氢氧型树脂：
R—CH2N（CH3）3Cl+OH-→R—CH2N（CH3）3OH+Cl-
然后与硬水或已经阳离子交换树脂软化的水缓慢接触，产生离子交换作用，进一步净化水质或使软水变为中性：
2R—CH2N（CH3）3OH+SO2-4+2H+→[R—CH2N（CH3）3]2SO4+2H2O
（2）树脂再生处理。通常，离子交换树脂使用一段时间后，树脂吸附能力会达到饱和，失去化学反应活性。故需经必要的再生处理，使其重新具有吸附反应活性。
失去活性的阳离子交换树脂可用HCl溶液使其再生：
（R—SO3）2Ca+2H+→2R—SO3H+Ca2+
失去活性的阴离子交换树脂可用NaOH溶液使其再生：
[R—CH2N（CH3）3]2SO4+2OH-→2R—CH2N（CH3）3OH+SO2-4
再生后的阳、阴离子交换树脂又可以重新投入软水处理过程。由上可见，离子交换树脂可以在很长时期内反复交换、再生、循环使用，而不需要经常更换。