離子交換原理
離子交換過程有多種機制。其中，*適合的水處理工藝是將離子交換樹脂視為具有膠體結構的物質。這個觀點是有很多和 一個具有相似膠體表面的雙電層。也就是說，有兩層離子。靠近聚合物表面的離子層稱為內層離子，外層是符號相反的離子層。
類似于膠體的命名法，我們常稱與內部離子同號的離子為同號離子，反號為反離子。因此，離子交換是樹脂中原始抗衡離子與溶液中其他抗衡離子之間的交換位置。
根據膠體結構的概念，雙電層中的反離子按其遷移率可分為固定層和擴散層。流動性差并緊緊吸附在聚合物表面的離子層稱為固定層。在其外側，更易流動并逐漸擴散到溶液中的反離子層稱為擴散層。與地球上的大氣一樣，反離子籠罩在聚合物表面，因此也稱為離子大氣。
內部離子通過化學鍵與聚合物骨架結合，固定層中的反離子通過不同電荷的吸引而固定。但是，擴散層中的反離子受不同電荷的吸引較少，熱運動更顯著，因此這些反離子從聚合物表面逐漸擴散到溶液中。
當離子交換劑遇到含有電解質的水溶液時，電解質對其雙電層有以下作用：
⑴交換功能。擴散層中的反離子在溶液中自由移動，該反離子與溶液中的其他反離子主要進行離子交換，但不限于此。由于動態平衡，溶液中的反離子會先交換到擴散層，再與固定層中的反離子交換位置。
擴散層中不同位置的離子能量不相等。離內層*遠的反離子能量*大，所以*活躍，與其他反離子交換；它們與內層更加分離。近反離子具有*小的能量并且移動性更小。這類似于多元酸或多元酸的多級電離。
⑵壓縮。當溶液中的鹽濃度增加時，可以壓縮擴散層，使擴散層中的部分反離子成為固定層中的反離子，擴散層的活性范圍變小。這就解釋了為什么當再生液濃度過大時，不僅不能提高再生效果，有時還會降低再生效果。
離子交換反應是可逆的，而并平等地進行。根據實驗，室溫下稀溶液中的陽離子交換電位隨著離子電荷和半徑的增加而增加；高分子量有機離子和金屬絡合陰離子具有高交換勢。高度極化的離子，如 Ag+、Tl+ 等，也具有高交換電位。離子交換率隨著樹脂交聯度的增加而降低，隨著顆粒的減少而增加。隨著溫度升高，濃度增加，交換反應速率也增加。
由于離子交換作用是可逆的，用過的離子交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或堿進行洗滌，即可恢復原狀，重復使用。這個過程稱為再生。陽離子交換樹脂可用、稀硫酸等溶液沖洗；陰離子交換樹脂可用*等溶液處理再生。
離子交換過程通常在離子交換器中進行。離子交換器類似于壓力過濾器，外殼為鋼罐；離子交換通常采用過濾方式，濾床由交換器組成，底部為帶濾頭的管道系統。
