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離子交換設備是一種傳統的、工藝成熟的脫鹽處理設備，其原理是在一定條件下，依靠離子交換劑（樹脂）所具有的某種離子和預處理水中同電性的離子相互交換而達到軟化、除堿、除鹽等功能。用于深度脫鹽處理，產水電阻率動態可達到18MΩ•cm。

離子交換的基本原理：

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，能制取純度相當高的成品水。

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，是制備高純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。