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(fā)生等物質(zhì)的可逆性交換，從而使水質(zhì)改善，而離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)并不發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化的水處理方式。用來(lái)裝載離子交換樹脂的設(shè)備稱為離子交換器。根據(jù)所裝載的樹脂種類不同，其去除的離子種類和實(shí)現(xiàn)的功能也不能。

離子交換法是早期最常用、最普及的水處理方法，無(wú)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(yè)廢水處理、重金屬及貴重金屬回收等場(chǎng)合均可采用的離子交換法來(lái)進(jìn)行。

離子交換原理：

    強(qiáng)酸性陽(yáng)樹脂對(duì)水中各種陽(yáng)離子的吸附順序?yàn)椋篎e3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ；由此可知，水中金屬離子Na+被吸附的能力最弱，所以當(dāng)離子交換時(shí)樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，H+.最后被其他陽(yáng)離子置換下來(lái)，當(dāng)保護(hù)層穿透時(shí)，首先泄漏的是最下層的Na+；因此監(jiān)督陽(yáng)離子交換器失效是以漏鈉為標(biāo)準(zhǔn)的；其反應(yīng)方程為（A代表金屬陽(yáng)離子,R為樹脂基團(tuán)）：

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

    強(qiáng)堿性陰樹脂對(duì)水中各種陰離子的吸附順序?yàn)椋篠O42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力最弱，所以當(dāng)離子交換時(shí)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(lái)，當(dāng)保護(hù)層穿透時(shí)，首先泄漏的是最下層的HSiO3-；因此監(jiān)督陰離子交換器失效是以漏硅為標(biāo)準(zhǔn)的；其反應(yīng)方程為（B代表酸根陰離子，R為樹脂基團(tuán)）： Bm- +mROH=RmB+mOH-

控制點(diǎn)和控制方法：

    由于母管制系統(tǒng)包含了單元制系統(tǒng),而且它具有能充分使用樹脂、提高交換器的出水能力、降低酸堿消耗等優(yōu)點(diǎn)，我們?cè)谘芯恐兄饕懻撘赃@種結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的離子交換除鹽水處理系統(tǒng)。

   以成都生物制品研究所蛋白分離車間純水站為例，該系統(tǒng)為母管制水處理系統(tǒng)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為：砂濾-活性炭過濾-粗濾-陽(yáng)床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐，系統(tǒng)產(chǎn)水能力為5 t/h，在系統(tǒng)的失效控制研究中，我們提出單元失效控制概念，也就是充分利用了母管制制水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行失效控制。

（1）RO對(duì)各有機(jī)溶質(zhì)的去除率大于NF膜。（2）不同有機(jī)溶質(zhì)的去除率不相同，有的甚至相差很大（例如，RO和NF膜對(duì)乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%，而對(duì)苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%）。

離子交換設(shè)備主要用途：

醫(yī)藥、電子電力、石油化工冶煉、食品、光學(xué)鏡片、電鍍、光伏、精細(xì)化工、半導(dǎo)體等行業(yè)。