I sistemi di addolcimento dell’acqua utilizzano un processo chiamato scambio ionico per rimuovere calcio e magnesio, che sono i marchi di fabbrica dell’acqua dura. L’acqua troppo dura può rendere difficile la pulizia della casa, poiché spesso lascia residui sui sanitari della cucina e del bagno, opacizza gli indumenti e lascia macchie sui piatti. L’addolcimento dell’acqua va però usato con cautela, perché scambia sodio con i minerali che conferiscono all’acqua caratteristiche di durezza, e può essere dannoso per chi segue diete iposodiche. Anche il sodio prodotto dall’addolcimento dell’acqua può essere dannoso per le piante. I diversi tipi di sistemi di addolcimento dell’acqua utilizzano tutti lo scambio ionico, ma variano nella quantità di input che richiedono all’operatore.
L’acqua dura proviene da fonti di acque sotterranee, come le falde acquifere, perché calcio, magnesio e altri minerali si dissolvono nell’acqua dalle rocce circostanti. Il calcio e il magnesio causano le caratteristiche che vengono definite dure. La durezza è misurata in chicchi per gallone (GPG), con un chicco di durezza uguale in peso a un chicco di grano. Qualsiasi acqua con più di 1 GPG di calcio e magnesio è considerata dura, mentre più di 10.5 GPG è classificata come molto dura.
A volte vengono aggiunti prodotti chimici al detersivo per bucato per addolcire l’acqua utilizzata per lavare i vestiti, ma tutti i sistemi di addolcimento dell’acqua che trattano l’acqua utilizzata da un’intera casa utilizzano lo scambio ionico. Uno ione è una molecola caricata elettricamente e ioni diversi possono avere intensità di carica diverse. Gli addolcitori d’acqua contengono un mezzo di scambio, che all’inizio è rivestito di ioni di sodio caricati positivamente. Anche gli ioni calcio e magnesio nell’acqua dura sono caricati positivamente, ma hanno una carica più forte degli ioni sodio. Ciò significa che quando l’acqua passa attraverso il mezzo di scambio, gli ioni calcio e magnesio vengono catturati dal mezzo, mentre gli ioni sodio vengono liberati da esso, perché gli ioni calcio e magnesio hanno una maggiore attrazione.
Alla fine, il mezzo di scambio in un sistema di addolcimento dell’acqua diventa completamente rivestito di ioni calcio e magnesio. Quando ciò accade, l’addolcitore viene risciacquato con una soluzione di cloruro di sodio, un processo noto come ricarica. Gli ioni calcio e magnesio formano composti con il cloro e vengono lavati via, mentre gli ioni sodio si attaccano nuovamente al mezzo di scambio.
I diversi tipi di impianti di addolcimento dell’acqua variano a seconda del lavoro che l’utente deve compiere per ricaricarli. Il tipo più popolare di addolcitori d’acqua domestici sono gli addolcitori automatici, a volte chiamati anche addolcitori completamente automatici, che utilizzano un timer impostato dal proprietario per ricaricare automaticamente il sistema. Un altro tipo di addolcitore d’acqua che funziona automaticamente è la rigenerazione su richiesta (DIR), che determina quando il sistema deve essere ricaricato in base alla quantità di acqua utilizzata.
Sia i sistemi manuali che quelli semiautomatici richiedono più input da parte dell’utente. Un addolcitore d’acqua semiautomatico richiede al proprietario di dire manualmente all’addolcitore quando ricaricare. Gli addolcitori manuali richiedono all’utente di impostare tutti i parametri per la ricarica dell’addolcitore, compreso quando l’impianto viene ricaricato e per quanto tempo.