通常对硬度高、碱度高的水采用石灰软化法；对于硬度高、碱度低的水采用石灰-纯碱软化法；而对硬度低、碱度高的负硬水则采用石灰-石膏处理法。
二、基本原理（1）石灰软化法石灰能去除水中二氧化碳和碳酸盐硬度，并将镁的非碳酸盐硬度转变成相应的钙硬度。为避免投加生石灰(CaO)产生的灰尘污染，通常先将生石灰制成消石灰Ca(OH)2(即熟石灰)使用。其反应如下：CaO+H20=Ca(OH)2再将消石灰制成石灰乳投入原水中。根据水中碱度与pH值的关系，在pH值大于8.3的条件下，可发生下列反应：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H20Ca(OH)2+Ca(HCO3)2=2CaCO3+2H20Ca(OH)2+Mg(HCO3)2=CaCO3+MgCO3+2H2OMgCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Mg(OH)22NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H20形成的CaCO3和Mg(OH)2都是难溶化合物，可从水中沉淀析出。但水中的永久硬度和负硬度却不能用石灰处理的方法除去。因为镁离子的永久硬度和负硬度会和消石灰产生下列反应：
MgS04+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaSO4MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl22NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+H20由上述反应式可以看出，镁离子的永久硬度全部转化为等量的溶解度很大的钙离子的永久硬度。而负硬度(碳酸氢钠)则转化为等量的碳酸钠碱度，所以水中的碱度没有除去。另外石灰法虽是城市污水再生回用于工业冷却水系统的重要技术。但伴随着水温升高、水的蒸发及各种无机离子和有机物质的浓缩。冷却水系统会产生腐蚀和结垢问题，因此，如何解决石灰法出水对冷却系统腐蚀、结垢的问题也是亟待解决的。（2）石灰-纯碱软化法对硬度高、碱度低，即永久硬度高的水，可采用石灰-纯碱软化法。石灰一般用于去除碳酸盐硬度，纯碱用于去除非碳酸盐硬度。石灰-纯碱软化法分为冷法、湿热法和热法。冷法温度即为原水温度；热法温度为98℃；湿热法温度介于二者之间，通常为50℃。其反应如下：去除水中永久硬度
CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4
CaCI2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl
MgSO4+Na2CO3=MgC03+Na2S04
MgCl2+Na2C03=MgC03+2NaCl
可去除部分暂时硬度：
MgC03+Ca(OH)2=CaCO3+Mg(OH)2
Ca(HCO3)2+Na2CO3=2CaCO3+2NaHCO3
Mg(HCO3)2+Na2CO3=MgCO3+2NaHCO3
在较高pH值时，MgCO3很快水解：
MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+CO2(3)石灰-石膏软化法石灰-石膏处理法则多用于处理硬度低、碱度高的负硬水，即水中总碱度大于总硬度的水。此时水中多余的总碱度常以NaHC03或KHCO3形式存在，对这些多余的碱度常以石灰-石膏处理法除去。因为：
2NaHCO3+CaS04+Ca(OH)2=2CaCO3+Na2SO4+2H20
2KHCO3+CaS04+Ca(OH)2=2CaCO3+K2SO4+2H20三、石灰纯碱法处理后水质
四、石灰处理常与混凝处理同时进行的两个原因
混凝处理有利于沉淀过程的进行。众所周知，石灰处理可以将水中的分别转变为CaCO3和Mg(OH)2等难溶于水的物质，从水中沉淀出来。然而，由于种种原因，这些沉淀物常常不能形成大颗粒物，有些则呈胶体状态悬浮于水中。当水中有有机物存在时，有机物微粒则会吸附在这些胶体颗粒上，形成“双电层”，从而使沉淀物胶体不能聚合成大颗粒物沉淀下来。
当石灰处理与混凝处理同时进行时，混凝剂可以从水中除去某些对沉淀过程有害的有机物，有利于沉淀物的析出。同时混凝处理所形成的凝絮也可以吸附石灰形成的胶体共同沉淀。可见上述的混凝过程有利于石灰处理。
石灰处理为混凝过程创造适宜的pH值。石灰处理中使用的混凝剂多为铁盐(例如硫酸亚铁FeSO4)，而铁盐使用的适宜pH值在8.5以上，这样有利于将氧化提高混凝效果，而石灰处理过程恰好可以提高水的pH值，有利于将亚铁盐氧化为铁盐，絮体形成迅速，稳定，混凝效果较好。
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