به طور کلی حضور کاتیون های 2 و 3 ظرفیتی نظیر کلسیم، منیزیم، آهن، منگنز، آلومینیوم باعث ایجاد سختی در آب می شوند ولی از آنجائیکه مقدار این کاتیون ها در مقایسه با کلسیم و منیزیم بسیار ناچیز است به همین دلیل سختی آب را عمدتاً ناشی از دو کاتیون کلسیم و منیزیم می دانند. از دیدگاه مصارف صنعتی خصوصاً در تأسیسات حرارتی ، سختی می تواند مشکل ساز باشد و باعث ایجاد رسوب و گرفتگی این تأسیسات گردد. از دیدگاه مصارف صنعتی آب ها را بر حسب سختی به 4 گروه تقسیم می کنند.
گروه اول: آبهایی که سختی آنها از 50 میلیگرم بر لیتر برحسب کربنات کلسیم کمتر باشد یا آب های نرم .
گروه دوم: آبهایی که سختی آنها بین 50 تا 150 میلیگرم بر لیتر برحسب کربنات کلسیم باشد یا آب های نسبتاً سخت.
گروه سوم: آبهایی که سختی آنها بین 150 تا 300 میلیگرم بر لیتر برحسب کربنات کلسیم یا آب های سخت.
گروه چهارم: آبهایی که سختی آنها بیشتر از 300 میلیگرم بر لیتر برحسب کربنات کلسیم که به آنها آب بسیار سخت گفته می شود.

برای سختی زدایی از آب معمولاً از دستگاههای سختی گیر استفاده می شود. دستگاه شامل یک استوانه فلزی یا فایبرگلاس ( FRP) است که در داخل آن مواد موثر در سختی زدایی (رزین های تبادل یونی) قرار گرفته است رزینهای مزبور می توانند یونهای منیزیم و کلسیم را با یون سدیم تعویض کرده و آب سخت را به آب نرم تبدیل کنند. عمل تبادل یون در داخل آب انجام می شود، بدین ترتیب که یون های موجود در فاز مایع به سمت بستر جامد یا رزین تبادل یونی حرکت می کند و از آنجائیکه آب ترکیبی است که تعادل بین یون های آن برقرار و دارای بار الکتریکی متعادل است بنابراین یون های دیگری از فاز جامد به درون آب یا پساب منتقل می شود و جایگزین یون های حذف شده از آب می شود. این رزین ها معمولاً از جنس ترکیات پلیمری نظیر پلی استایرن، رزین های فنول فرمالدهید و رزین های اپوکسی بوده و روی آنها گروه های فعالی از جنس سولفوریک، کربوکسیک یا آمینو قرار می گیرد. در طبیعت زئولیت ها به عنوان منبع طبیعی جهت انجام این فرآیند شناخته می شوند. به طور کلی چنانچه TDS آب بالاتر ازmg/lit 2000 باشد فرآیند تبادل یونی روش مناسبی برای کاهش املاح نیست.

رزینهای دستگاه سختی گیر از نوع کاتیونی هستند و پس از مدت زمان معینی اشباع می شوند و کارایی خود را از دست می دهند. اگر رزین با محلول کلروسدیم 10 % شستشو شود، خاصیت سختی گیری خود را باز می یابد. غلظتهای کمتر و یا بیشتر نمک اثر کمتری دارند.
استفاده از آبهای گل آلود و دارای مواد معلق، و همچنین آبهایی که دارای املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین می باشند، رزینها را فرسوده و آبدهی دستگاه سختی گیر را کم می کنند. توصیه می شود قبل از دستگاه سختی گیر، مواد معلق آب، توسط یک فیلتر شنی جدا شوند. و برای کاهش املاح فلزات سنگین تدبیر لازم گرفنه شود.
راه اندازی، بهره برداری و تجدید بار دستگاه سختی گیر رزینی ممکن است با شیر دستی، یا با شیر اتوماتیک، به طور خودکار انجام گیرد.

کاربردها

سختی گیری و نرم کردن آب جهت دیگ های بخار
حذف یا کاهش سختی آب در سیستم گرمایش و سرمایش
پیش تصفیه آب پیش از ورود به واحدهای UF,NF,ROو…
کاهش سختی آبهای آشامیدنی . طبق استاندارد WHO) ) مقدار سختی در آبهای مصرفی بر حسب CaCo3 معادل 250 میلی گرم پیشنهاد شده است.
سختی گیری آب جهت تأمین آب صنعتی مورد نیاز نیروگاه ها، صنایع شیمیایی ، نساجی ، رنگرزی و…