離子交換法是以圓球形樹脂(離子交換樹脂)過濾原水，水中的離子會與固定在樹脂上的離子交換。常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前，先將水質硬度降低的一種前處理程序。軟化水設備里面的球狀樹脂，采用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由于鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前最常用的標準方式。主要優點是：效果穩定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。采用這種方式的軟化水設備一般也叫做“離子交換器”。
    離子交換樹脂是一種聚合物，一種多孔的、不可溶性交換材料，帶有相應的功能基團。利用氫離子交換陽離子，而以氫氧根離子交換陰離子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的陽離子交換樹脂會以氫離子交換碰到的各種陽離子(例如Na⁺、Ca²⁺、Al³⁺)。同樣的，以包含季銨鹽的苯乙烯制成的陰離子交換樹脂會以氫氧根離子交換碰到的各種陰離子(如Cl^-)。從陽離子交換樹脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹脂釋出的氫氧根離子相結合后生成純水。

詳細介紹
一、離子交換設備原理及類型

    陰陽離子交換樹脂可被分別包裝在不同的離子交換床中，分成所謂的陰離子交換床和陽離子交換床。
    復床是制備初高級純水的主要設備, 原水通過陽離子交換器，水中的陽離子如 Ca²⁺、 Fe²⁺ 、 K⁺、 Na⁺等被樹脂中活性強的H+置換到陽離子交換樹脂上，從而取代了H+在陽樹脂上的位置， H+則和水中的陰離子生成無機酸，所以陽床產水一般均顯弱酸性。當含有無機酸的水通過陰離子交換器時，水中無機酸的陰離子如 SO₄^2-、C1^-、HCO^-等又被樹脂中活性強的 OH^-置換到陰樹脂上代替了 OH^-的位置， OH^-和 H⁺結合并生成水，原水中的鹽分就可得到去除，當陽陰樹脂的 H⁺和 OH^-被相應的離子置換完畢后，復床失效，需要用酸堿來再生方能繼續除鹽，此為一級復床除鹽，一級復床除鹽產水電導率 ≤10µs/cm ，可根據水質的要求設計為多級復床的組合。此裝置可與混合離子交換器、反滲透、電滲析等串聯用，產水電導率 可達0.1µs/cm 。
也可以將陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混在一起，置于同一個離子交換床中。
    離子交換混床為深度脫鹽設備，用于制造高純水，產水電阻率為 10-18MΩ/CM(25℃), 二氧化硅含量（SiO₂）≤0.02mg/L 。混床分為單、雙床、拋光床，雙床可一用一備，（不影響生產用水的連續性）；可串聯使用，以提高產水水質，有效利用離子交換樹脂的交換容量；當生產用水量大時，可并聯使用，運行相當靈活、方便。按產水純度可初級混床和精混床。出水電導率由高精度電阻率儀監控。不論是那一種形式，當樹脂與水中帶電荷的雜質交換完樹脂上的氫離子及(或)氫氧根離子，就必須進行“再生”。可以用氯化鈉溶液流過樹脂，此時溶液中的鈉離子含量高，功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合，這樣樹脂就恢復了交換能力，再生的程序恰與純化的程序相反，利用氫離子及氫氧根離子進行再生，交換附著在離子交換樹脂上的雜質。
    若將離子交換法與其他純化水質方法(例如反滲透法、過濾法和活性碳吸附法)組合應用時，則離子交換法在整個純化系統中，將扮演非常重要的一個部分。離子交換法能有效的去除離子，卻無法有效的去除大部分的有機物或微生物。而微生物可附著在樹脂上，并以樹脂作為培養基，使得微生物可快速生長并產生熱源。因此，需配合其他的純化方法設計使用。

二、適用范圍

   ●電子行業生產如單晶硅、半導體、集成電路塊、IC芯片封裝、顯象管、玻殼、液晶顯示器、印刷電路版、光學、光電、熱電廠、冶金、化工、輕工、汽車制造、制藥、醫療衛生等制造工業用純水制造；
   ●醫藥行業的大輸液、醫藥制劑、檢驗分析、血液透析、制藥、制劑工藝用水制造；
   ●涂裝行業如電鍍、電池生產、電泳漆生產線；汽車、電器、建材產品表面清洗、涂裝；玻璃、塑料表面鍍膜等；
   ●化工行業用水制造如化學制藥、紡織印染、精細化工、化妝品、墨盒、日化產品等；
   ●實驗超純水如工廠、大學及公司的生產實驗室、化學實驗室、物理實驗室、中試車間、醫院生化室等。
   ●制取熱力、火力發電鍋爐，廠礦企業中、低壓鍋爐給水所需軟化水、除鹽純水，紡織印染工藝所需的除硬鹽水，地下水的除鐵錳。
　

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