当未处理的原水通过循环水软化设备内树脂层时，水中的钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子与交换树脂上的活性(Na2+)离子发生置换反应，处理后的水释放出钠(Na2+)离子，而从循环水软化设备的产水就是去掉了硬度离子的软化水。其置换过程如下：

循环水软化设备化学方程式

2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+

2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+

即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。