Das Verfahren der Entkarbonisierung ist ein Verfahren in der Wasseraufbereitung mit dem die Wasserhärte gesenkt wird. Dem Wasser wird selektiv die Carbonathärte entzogen. Tritt im Prozess eine Erwärmung auf, fällt die Carbonathärte als Kalziumkarbonat (Kesselstein) aus. Dies verursacht Schäden an den Anlagen un minimiert den Wirkungsgrad.
Bei der Entkarbonisierung oder auch Teilentsalzung genannt, werden wie bei der Enthärtungsanlage der Kationenanteil, also die Härtebildner wie Calciumkarbonat und Magnesiumkarbonat, herausgenommen. Während bei der Enthärtungsanlage der Austausch der härtebildenden Kationen gegen Natrium-Ionen erfolgt, geschieht dieser bei der Entkarbonisierung gegen Wasserstoffionen. Aus der Karbonathärte entsteht dadurch Kohlensäure. Der Salzgehalt bei der Entkarbonisierung wird entsprechend reduziert. Als Austauscher wird ein schwach saurer Ionenaustauscher verwendet.
Falls erforderlich kann die Nichtkarbonathärte durch einen nachgeschalteten Basenaustauscher entfernt werden. Die Kationen der Nichtkarbonathärte werden in dieser Stufe dann gegen Natrium-Ionen ausgetauscht. Wie bei der Enthärtungsanlage werden leicht lösliche Neutralsalze gebildet.