对于高硬度或高碱度的原水，在离子交换软化前，还应采用化学方法进行预处理。
    化学预处理方法有：
a ．石灰软化处理。
    将生石灰调制成石灰乳 CaO+H₂O——Ca(OH)  ，配置成一定浓度的石灰乳溶液后加入水中反应如下：
        Ca(HCO₃)₂ +Ca(OH)₂ —— 2CaCO₃ + 2H₂O 
        Mg (HCO₃)₂ + 2Ca (OH)₂ —— Mg (O H)₂ +2CaCO₃ +2H₂O
    经石灰处理后 ，主要是消除水中钙、镁的重碳酸盐，使硬度降低，但碱度不变。
b ．石灰纯碱软化处理。
    除加石灰外，还加入纯碱Na₂CO₃，其作用是去除非碳酸盐硬度。这种方法适用于硬度大于碱度的原水，反应式如下：
        CaSO₄+ Na₂CO₃——CaCO₃+ Na₂SO₄  
        CaCl₂+Na₂CO₃ ——CaCO₃+ 2NaCl  
        MgSO₄+Na₂CO₃—— MgCO₃ + Na₂SO₄        
        MgCO₃ +Ca(OH)₂ —— Mg (OH)₂ + CaCO₃
c ．石灰----石膏软化处理。
    当原水中碱度大于硬度时，单纯石灰软化只能降低与碳酸盐硬度相应的那部分碱度，而其余的钠盐碱度是不能除去的。采用同时加入石灰和石膏的方法，则可在软化水的同时降低水的钠盐碱度，反应式为：
        4NaHCO₃ +2CaSO₄ +Ca (OH)₂ = 2CaCO₃ +2 Na₂SO₄+2H₂O