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離子交換是指采用離子交換樹脂，與水溶液中的各種離子之間發生等物質的可逆性交換，從而使水質改善，而離子交換樹脂的結構并不發生實質性變化的水處理方式。用來裝載離子交換樹脂的設備稱為離子交換器。根據所裝載的樹脂種類不同，其去除的離子種類和實現的功能也不能。

離子交換法是早期zui常用、zui普及的水處理方法，無論是鍋爐用水的軟化，脫堿軟化，除鹽水，純水、超純水的制備還是工業廢水處理、重金屬及貴重金屬回收等場合均可采用的離子交換法來進行。

離子交換原理：

    強酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸附順序為：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ；由此可知，水中金屬離子Na+被吸附的能力zui弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，H+.zui后被其他陽離                                                                                                                                         子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的是zui下層的Na+；因此監督陽離子交換器失效是以漏鈉為標準的；其反應方程為（A代表金屬陽離子,R為樹脂基團）：

An+ +nRH=RnA+n H+    HCO3- + H+ =H2O+CO2↑

    強堿性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序為：SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力zui弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，OH-.被其他陰離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的是zui下層的HSiO3-；因此監督陰離子交換器失效是以漏硅為標準的；其反應方程為（B代表酸根陰離子，R為樹脂基團）： Bm- +mROH=RmB+mOH-