离子交换树脂的工作原理及优缺点分析将离子性官能基结合在树脂（有机高分子）上的材料，称之为 "离子交换树脂". 树脂表面带有磺酸 （sulfonic acid） 者，称为阳离子交换树脂，而带有四级氨离子的，则为阴离子交换树脂。由于离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子，所以经常使用于纯水、超纯水的制造程序中。
树脂的再生特性与它的类型和结构有密切关系。强酸性和强碱性树脂的再生比较困难，需用再生剂量比理论值高相当多；而弱酸性或弱碱性树脂则较易再生，所用再生剂量只需稍多于理论值。此外，大孔型和交联度低的树脂较易再生，而凝胶型和交联度高的树脂则要较长的再生反应时间。
再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用，并适当地选择价格较低的酸、碱或盐。例如：钠型强酸性阳树脂可用 10%NaCl 溶液再生，用药量为其交换容量的 2 倍 （用NaCl 量为117g/ l 树脂 ）；氢型强酸性树脂用强酸再生，用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物。为此，宜先通入 1~2% 的稀硫酸再生。
树脂再生时的化学反应是树脂原先的交换吸附的逆反应。按化学反应平衡原理，提高化学反应某一方物质的浓度，可促进反应向另一方进行，故提高再生液浓度可加速再生反应，并达到较高的再生水平。为加速再生化学反应，通常先将再生液加热至 70~80℃。它通过树脂的流速一般为 1~ 2 BV/h .也可采用先快后慢的方法，以充分发挥再生剂的效能。再生时间约为一小时。随后用软水顺流冲洗树脂约一小时 （ 水量约4BV） ,待洗水排清之后，再用水反洗，至洗出液无色、无混浊为止。
离子交换法脱氮工艺是在离子交换柱内借助于阴离子交换剂上的同性离子和水中的硝酸根离子进行交换反应，从而达到脱氮的目的。然而硝酸盐在水中溶解度高，稳定性好，难于形成共沉淀或吸附，传统的简单的水处理技术，如石灰软化、过滤等工艺难以除去水中的硝酸盐。
离子交换树脂对不同离子其交换反应难易程度不同，这种性质称为离子交换树脂的选择性。一般来说，离子交换树脂的选择性与离子所带电荷多少及水合离子半径大小有关。离子所带电荷越多，同价离子的水合离子半径越小，选择性越强，越容易发生交换反应。
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