Nước cứng là gì? đó là  nguồn nước có chứa hàm lượng ion kim loại  Ca²⁺ và  Mg²⁺  cao hơn quy định cho phép sử dụng  trong nguồn nước sinh hoạt.

Độ cứng chia làm 02 loại : độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cữu.

-Độ cứng tạm thời có thể làm giảm được hàm lượng bằng cách đun sôi nước hoặc sử dụng vôi ( canxi hydroxit)

-Độ cứng vĩnh cửu không thể loại bỏ bằng cách đun sôi. Trong hàm lượng của độ cứng vĩnh cửu luôn  tồn tại ion  Ca²⁺ và  Mg²⁺  trong các muối axit mạnh của Canxi và Magie.

Tùy theo độ cứng khác nhau người ta chia chúng thành những cấp bậc nhiễm độ cứng như sau:

1. Độ cứng từ 0 – 50mg/l -> Nước mềm

2. Độ cứng từ 50 – 150mg/l -> Nước hơi cứng

3. Độ cứng từ 150 – 300mg/l -> Nước cứng

4. Độ cứng > 300mg/l -> Nước rất cứng

Mặc dù nó không gây hại nhưng nó có thể làm việc nội trợ hàng ngày của chúng ta trở nên khó khăn hơn bình thường, làm giảm nhiệt đối với nồi hơi, hệ thống giải nhiệt hay các thiết bị khác làm giảm hiệu suất truyền nhiệt và tuổi thọ của thiết bị, ngoài ra độ cứng còn ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và chi phí sử dụng, và ảnh hưởng mà chúng ta có thể nhận diện được đó là xà phòng rửa bát và dầu gội đầu không tạo ra nhiều bọt. Bạn sẽ thấy những vết cặn trắng đọng lại trên các bề mặt các vật dụng đun nước trong gia đình. Và quan trọng hơn cả độ cứng lại là yếu tố đầu vào đặc biệt nguy hiểm đến màng RO. 

Để  xử lý triệt để nguồn nước bị nhiễm độ cứng cao, hiện nay áp dụng rộng rãi biện pháp sử dụng hạt nhựa trao đổi ion ( hạt nhựa làm mềm) để khử toàn bộ những ion Kim loại  Ca²⁺ và  Mg²⁺  có trong nước.

Hạt nhựa trao đổi ion (nhựa làm mềm): là hạt nhựa trao đổi ion dung để thay thế các ion tự do có hại trong nước bằng các ion vô hại. Hạt nhưa trao đổi ion là các hạt nhựa không hòa tan, trong cấu trúc phân tử có các gốc axit hoặc bazo có thể thay thế được không làm thay đổi tính chất vật lý của chúng

Theo nguyên lý, những hạt mang điện tích trái dấu sẽ hút nhau, người ta dùng loại hạt nhựa tích Cation để "hút" các ion âm và ngược lại. 

Mục đích của việc dùng nhựa trao đổi ion trong xử lý nước uống là nhằm làm mềm nước hoặc loại bỏ các chất khoáng không cần thiết trong nước. Nước được làm mềm bằng cách sử dụng một loại nhựa có chứa ion Na⁺ liên kết với một cation (ion âm) khác, cation đó có khả năng liên kết với Ca²⁺ và Mg²⁺ mạnh hơn Na⁺. Khi cho nhựa vào cột trao đổi ion và cho nước cần xử lý chảy qua cột, cation có trong nhựa sẽ liên kết với các ion Ca²⁺  và Mg²⁺ và giữ chúng lại trong cột, đồng thời sẽ giải phóng Na⁺ vào nước, cách này giúp loại bỏ ion Ca²⁺  và Mg²⁺ có trong nước uống, giúp nước “mềm” hơn.

Nếu nước xử lý yêu cầu phải loại bỏ hoàn toàn lượng khoáng có trong nước thì tiếp tục xử lý bằng cách cho nước chảy qua cột trao đổi ion với nhựa chứa H⁺ (sẽ loại bỏ được cation) và sau đó qua cột có nhựa chứa ion OH^- (loại bỏ các anion). H⁺ và OH^-  sau đó sẽ kết hợp với nhau tạo thành nước (H₂O).