阳离子交换树脂运行主要是吸附离子，所以使用一段时间后会接近饱和树脂。这个时候如果不再生的话，那么树脂就不能再吸附，也就“没用”了。这个时候会进行再生操作。将化学药剂将阳离子交换树脂吸附的离子和杂质洗脱除去。
当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氢化纳溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫作“再生”。阳离子交换树脂的再生方式离子交换剂失效后通过再生来恢复离子交换能力，常用再生方式有顺流再生与逆流再生。
与顺流再生比较，采用逆流再生提高了再生剂利用率，降低再生剂耗量30%-50%提高出水质量;降低清洗水耗量30%~50%降低再生废液排放量与排放浓度，排放再生废液中酸、碱浓度小于1%。采用逆流再生原水含盐量500mg/L时，仍能保持出水质量;由丁辱部交换剂再生，增口交换剂工作层，同时原水先接触上部未再生交换剂，减少了反离子效应，提高了交换剂工作交换容量。
在运行中，如采用强酸阳树脂、强碱阴树脂，当由H型树脂转为Na型，由。H型树脂转为Cl型时，体积收缩，交换剂层孔隙率逐渐减少，实际树脂失效时体积缩小80一l00mm。逆流再生时，再生液从底部进人，需要保持交换剂层稳定，压实状态，因此需要增加压实层与顶压措施。压实层的作用能截留悬浮杂质，使顶压的空气或水通过压实层能均匀分布于整个床层，保持床层在逆流再生时床层不上升或流动。顶压措施有气顶压(在底部进再生液，同时在上部进净化压缩空气)、水顶压(在底部进再生液，同时在上部小流量进水)及无顶压(再生液在底部低速进人)三种方式。压实层高度一般在中间排液管上面150~200mm。采用压实层可以防止交换剂层上升或流动并截留进水中杂质。压实层材料曾经采用过白球等，当前都采用与其相同的阳离子交换树脂。无顶压(再生液低速进人)操作简单已广泛应用，采用无顶压逆流再生压实层可适当提高，目般采用200mm。
离子交换是可逆的，离子交换剂失效后理论上再生1 mol离子量需要再生剂的摩尔量称为再生比耗(或称再生水平)，以纯度再生剂表示。也可用实际再生剂的消耗量与理论需要量的比值来表示，如强碱阴树脂需要纯度NaOH的再生比耗为1.5，即实际再生lmol离子量需要的NaOH量1.5×40是60g(1molNaOH是40g)，也可以说强碱阴树脂需要纯度NaOH的再生比耗(再生水平)为60g/mol。再生比耗与进水水质、树脂质量、再生方式等因数有关。阳离子交换树脂再生，其再生剂量应是设计再生剂量的1.5~2倍，逆流再生设备在大反洗后的再生剂量要增加10%-50%。
再生液流速涉及再生液和树脂的接触时间，直接影响再生效果。在离子交换器中，再生液的流速一般控制在4 ~8m/h。如果再生液和树脂的接触时间不够，可调整再生液的浓度和流速，必要时修改设备直径。强型阳离子交换树脂的再生浓度一般采用2%-5%，弱型阳离子交换树脂容易再生，对再生效率影响不大，再生浓度一般采用0.5%一5%。强碱性阴阳离子交换树脂的再生流速=2~4，再生时间与运行时进水中的Si02%有关。
丙烯酸系树脂能交换吸附大多数离子型色素，脱色容量大，而且吸附物较易洗脱，便于再生，在糖厂中可用作主要的脱色树脂。苯乙烯系树脂擅长吸附芳香族物质，善于吸附糖汁中的多酚类色素(包括带负电的或不带电的)；但在再生时较难洗脱。因此，糖液先用丙烯酸树脂进行粗脱色，再用苯乙烯树脂进行精脱色，可充分发挥两者的长处。
离子树脂交换容量的测定一般以无机离子进行。这些离子尺寸较小，能自由扩散到树脂体内，与它内部的全部交换基团起反应。而在实际应用时，溶液中常含有高分子有机物，它们的尺寸较大，难以进入树脂的显微孔中，因而实际的交换容量会低于用无机离子测出的数值。这种情况与树脂的类型、孔的结构尺寸及所处理的物质有关。
离子交换树脂通常制成珠状的小颗粒，它的尺寸也很重要。树脂颗粒较细者，反应速度较大，但细颗粒对液体通过的阻力较大，需要较高的工作压力；特别是浓糖液粘度高，这种影响更显著。因此，树脂颗粒的大小应选择适当。如果树脂粒径在0.2mm(约为70目)以下，会明显增大流体通过的阻力，降低流量和生产能力。
