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所謂離子交換，就是水中的離子交換樹脂上的離子，所進行的等電荷反應。離子交換的反應過程可以用 H 型陽離子交換樹脂 HR 或 OH 型陰離子交換樹脂 ROH 和水中的 Na + 或 Cl - 交換反應過程為例：
HR+Na + ←→ NaR+H +
ROH+ Cl ←→ RCl+OH
R 表示離子交換樹脂的交換基團。從上式可知：在離子交換反應中，水中的陽離子 ( 如 Na + 或 Cl - ) 被轉移到 樹脂上去了，而離子交換樹脂上的一個可交換的 H + 或 OH - 轉入水中。 Na + 或 Cl 從水中轉移到樹脂上的過程是離子的置換過程。而樹脂上的 H + 或 OH - 交換到水中的過程稱為游離過程。因此，由于置換和游離過程的結果，使得 Na + 與 H + 或 Cl - 與 OH 互換位置，這一變化，就稱為離子交換。
離子交換器分為：鈉離子交換器、陰陽床、混合床等種類。離子交換柱(器)外殼一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯復合玻璃鋼(PVC-FRP)、有機玻璃(PMMA)、有機玻璃復合透明玻璃鋼(PMMA-FRP)、鋼襯膠(JR)、不銹鋼襯膠等材質。
離子交換器 即為鈉離子交換器。離子交換柱(器)外殼一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯復合玻璃鋼(PVC-FRP)、有機玻璃(PMMA)、有機玻璃復合透明玻璃鋼(PMMA-FRP)、鋼襯膠(JR)、不銹鋼襯膠等材質。主要用于鍋爐、熱電站、化工、輕工、紡織、醫藥、生物、電子、原子能及純水處理的前道處理，工業生產所需進行硬水軟化、去離子水制備的場合，還可用于食品藥物的脫色提純，貴重金屬、化工原料的回收，電鍍廢水的處理等。
有機玻璃離子交換裝置耐腐蝕、無色透明、適用于食品、醫藥、制糖及電子工業小規模純水制備。碳鋼襯膠離子交換裝置具有制水量大、強度高、成本低等特點，適用于大型鍋爐軟化水及大規模純水制備。