采用離子交換方法，可以把水中陽、陰離子去除。以氯化鈉（NaCl）代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應式：

1.陽離子交換柱：R-H Na =R–Na H

2.陰離子交換柱：R–OH Cl-=R–Cl- OH-

陽、陰離子交換柱串聯以后稱為復合床，其總的反應式：

R-H R-OH NaCl=R-Na R-Cl H2O

由此得出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H 和OH-所取代，而反應生成物為H2O，故達到了去除水中鹽的作用。

3.混合離子交換柱（混床）：將陽、陰床尚未交換的剩余鹽類進一步除去，由于通過混合離子交換后進入水中的H 和OH-立即生成電離度很低（H2O），幾乎不存在陽床或陰床交換時產生的逆交換現象，使交換反應進行得十分徹底，因而混合床的出水水質優于陽、陰離子交換柱串聯組成的復床所能達到的水質，能制取度相當高的成品水。

4.離子交換設備是通過離子交換樹脂在電解質溶液中進行的，可去除水中的各種陰、陽離子，是制備水工藝流程中不可替代的手段。離子交換器分為陽離子交換器、陰離子交換器等。當原水通過離子交換柱時，水中的陽離子和水中的陰離子（HCO-等離子）與交換柱中的陽樹脂的H 離子和陰樹脂的OH-離子進行交換，從而達到脫鹽的目的。陽、陰混柱的不同組合可使水質達到更高的要求。

應用領域：

1）水處理-離子交換設備

水處理領域離子交換樹脂的需求量很大，約占離子交換樹脂產量的90%，用于水中的各種陰陽離子的去除。離子交換樹脂的較大消耗量是用在火力發電廠的水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業等。

2）食品工業

離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業裝置上。例如：高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而后經離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次于水處理。

3）制藥行業

制藥工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈霉素的開發成功即是突出的例子。

4）合成化學和石油化學工業

在有機合成中常用酸和堿作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、堿，同樣可進行上述反應，且優點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。

甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑，由異丁烯與甲醇反應而成，代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。

5）環境保護

離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質等。

6）濕法冶金及其他

離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提鈾及提取稀土元素和貴金屬。