定义

术语离子交换，去离子和去矿化通常同义地用于指代相同的过程。然而，去离子和去矿化可以通过除离子交换之外的技术完成（参见反渗透）。离子交换是一种广泛用于核设施，工业过程以及医疗和制药操作的过程，通过去除不需要的离子并用可接受的离子代替它们来控制水的纯度和pH。

具体而言，它是固体物质（称为树脂）和水溶液（通常是市政的饮用水）之间的离子交换，但它经常涉及工艺或甚至废水（例如电镀工业）。取决于树脂释放到水中的离子的特性，该过程可以导致水净化或控制溶液中特定离子的浓度。离子交换是液体和固体之间离子的可逆交换。

该方法通常用于从液体中除去不需要的离子并从固体（树脂）中取代可接受的离子。发生离子交换的装置通常称为脱矿质器。该名称源自术语“去矿化”，其意指通过在纯水的形成中通过与H和OH离子交换不纯离子来去除进入的流体（水）中存在的杂质的过程。H +和OH -存在于脱矿质罐或塔中所含的树脂珠粒的位点上。

阳离子交换树脂与阴离子交换树脂

有两种通用类型的离子交换树脂：交换正离子的那些，称为阳离子交换树脂，和交换负离子的那些，称为阴离子交换树脂。甲阳离子是带正电荷的离子。常见的阳离子包括Ca +2，Mg + 2，Fe +2和H + 1。阳离子树脂是交换正离子的树脂。阴离子是带负电荷的离子。常见的阴离子包括Cl -1，SO 4 -2和OH -1。一个负离子树脂是交换负离子的树脂。在化学上，两种类型都是相似的并且属于称为聚合物的一组化合物，其是通过在产生长链的重复结构中的一种或两种化合物的许多分子的组合形成的极大分子。脱矿质器是容器，通常具有几立方英尺的体积，其含有树脂。

脱矿质剂可含有阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的紧密混合物，称为混合床。双床脱矿质器具有两个容器，第一个容器包含阳离子树脂，然后是含有阴离子树脂的单独容器。在物理上，离子交换树脂形成非常小的珠子形状，称为树脂珠粒，平均直径为约0.5毫米。湿树脂具有潮湿，透明，琥珀色砂的外观，不溶于水，酸和碱。该比例通常为2份阳离子树脂与3份阴离子树脂。

设备

离子交换树脂包含在容积为几立方英尺的容器中。顶部和底部的保持元件由筛网，开槽圆筒或具有小于树脂珠粒的开口的其它合适装置组成，以防止树脂从容器中逸出。当树脂床是体积中阳离子和阴离子树脂的均匀混合物时（通常比例为2份阳离子树脂与3份阴离子树脂）。这种布置称为混床树脂，与在离散层或单独容器中布置阳离子和阴离子树脂相反。

使用不同体积的两种树脂是由于阳离子和阴离子树脂之间的交换容量不同。交换容量是给定量的树脂能够除去的杂质的量，并且其具有摩尔/ ml，当量/ ml或摩尔/ gm的单位。阴离子树脂的密度低于阳离子树脂; 因此，它具有较小的交换容量，并且阴离子树脂需要比阳离子树脂更大的体积以获得相等的总交换能力。

再生

“再活化”过程称为再生，并且使用强酸作为阳离子（作为水合氢离子源）和液体苛性碱（氢氧化钠）作为阴离子的氢氧根离子来进行。使用盐酸或硫酸和氢氧化钠（苛性碱）在现场再生树脂以分别再生阳离子和阴离子。控制使树脂反冲洗，然后在指定的时间内以指定的流速抽取一定量的再生化学品，然后进行缓慢而快速的冲洗。在混合床树脂的情况下，受控的反洗使树脂分离，并且两个歧管起到将酸引导至阳离子和将苛性碱引导至阴离子的作用。或者，树脂可以通过WaterProfessionals®装在容器中并在现场再生，去离子化。