離子交換法在水的軟化和除鹽中早已獲得廣泛的應(yīng)用，目前已應(yīng)用在回收和處理工業(yè)廢水中的有毒物質(zhì)方面。
    離子交換的基本原理
    水處理中主要采用離子交換樹(shù)脂和磺化煤用于離子交換。其中離子交換樹(shù)脂應(yīng)用廣泛，種類多，而磺化煤為兼有強(qiáng)酸型和弱酸型交換基團(tuán)的陽(yáng)離子交換劑。離子交換樹(shù)脂按結(jié)構(gòu)特征，分為：凝膠型、大孔型和等孔型；按樹(shù)脂母體種類，分為：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等；按其交換基團(tuán)性質(zhì)，分為：強(qiáng)酸型、弱酸型、強(qiáng)堿型和弱堿型。
    ⑴離子交換樹(shù)脂的構(gòu)造
    是由空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)骨架（即母體）與附屬在骨架上的許多活性基團(tuán)所構(gòu)成的不溶性高分子化合物?；钚曰鶊F(tuán)遇水電離，分成兩部分：固定部分，仍與骨架牢固結(jié)合，不能自由移動(dòng)，構(gòu)成所謂固定離子，活動(dòng)部分，能在一定范圍內(nèi)自由移動(dòng)，并與其周圍溶液中的其他同性離子進(jìn)行交換反應(yīng)，稱為可交換離子。
    ⑵基本性能
    ①外觀
    呈透明或半透明球形，顏色有乳白色、淡黃色、黃色、褐色、棕褐色等。
    ②交聯(lián)度
    指交聯(lián)劑占樹(shù)脂原料總重量的百分?jǐn)?shù)。對(duì)樹(shù)脂的許多性能例如交換容量、含水率、溶脹性、機(jī)械強(qiáng)度等有決定性影響，一般水處理中樹(shù)脂的交聯(lián)度為7%～10%.
    ③含水率
    指每克濕樹(shù)脂所含水分的百分率，一般為50%，交聯(lián)度越大，孔隙越小，含水率越少。
    ④溶脹性
    指干樹(shù)脂用水浸泡而體積變大的現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，交聯(lián)度越小，活性基團(tuán)越容易電離，可交換離子的水合離子半徑越大，則溶脹度越大；樹(shù)脂周圍溶液電解質(zhì)濃度越高，樹(shù)脂溶脹率就越小。
    在生產(chǎn)中應(yīng)盡量保證離子交換器有長(zhǎng)的工作周期，減少再生次數(shù)，以延長(zhǎng)樹(shù)脂的使用壽命。
    ⑤密度
    分為干真密度、濕真密度和濕視密度。
    ⑥交換容量
    是樹(shù)脂最重要的性能，是設(shè)計(jì)離子交換過(guò)程裝置時(shí)所必須的數(shù)據(jù)，定量地表示樹(shù)脂交換能力的大小。分為全交換容量和工作交換容量。
    ⑦有效PH范圍
    由于樹(shù)脂的交換基團(tuán)分為強(qiáng)酸強(qiáng)堿和弱酸弱堿，所以水的PH值對(duì)其電離會(huì)產(chǎn)生影響，影響其工作交換容量。弱堿只能在酸性溶液中以及弱酸在堿性溶液中有較高的交換能力。
    ⑧選擇性
    即離子交換樹(shù)脂對(duì)水中某種離子能優(yōu)先交換的性能。除與樹(shù)脂類型有關(guān)外，還與水中濕度和離子濃度有關(guān)。
    ⑨離子交換平衡
    離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，服從質(zhì)量作用定律和當(dāng)量定律。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，離子交換體系中固態(tài)的樹(shù)脂相和溶液相之間的離子交換反應(yīng)達(dá)到平衡，其平衡常數(shù)也稱為離子交換選擇系數(shù)。降低反應(yīng)生成物的濃度有利于交換反應(yīng)的進(jìn)行。
    ⑩離子交換速率
    主要受離子交換過(guò)程中離子擴(kuò)散過(guò)程的影響。