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。
离子交换树脂使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，就要进行再生处理，用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去，使之恢复原来的组成和性能。在实际运用中，为降低再生费用，要适当控制再生剂用量，使树脂的性能恢复到经济合理的再生水平，通常控制性能恢复程度为 70~80% .如果要达到更高的再生水平，则再生剂量要大量增加，再生剂的利用率则下降。
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。
用化学方法处理再生液，使色素和其他有机物沉淀，除去杂质后再循环使用，减少排放，并充分利用其中的氯化钠。由于再生液中色素的浓度比糖汁中高 10 倍以上，液体数量较小，没有糖液的粘性，并能容许强烈的条件如强碱性和高温等而无需顾虑糖的分解，用化学处理比较方便。再生液加入 5~10% 容积的石灰乳 （ 浓度为含CaO100g/ l ） ,加热到60℃并轻微搅拌，大量的有色物沉淀析出。再加入碳酸钠或二氧化碳、磷酸钠或磷酸并保持碱性，都可使较多的有色物沉淀。处理后的液体添加少量食盐可返回作树脂的初级再生液，其后再用新的盐水再生。
大孔弱碱性阴离子交换树脂的工业产品中，含有大量低聚合物和无反应单体，还含有铁，铅，铜等无机杂质，如果树脂与水，酸，碱或其他溶液接触，这些物质就会被导入溶液中，从而对出水水质产生影响，因此在使用新树脂之前需要对其进行处理。 用5%的稀盐酸除去，有机杂质是 用4%的稀氢氧化钠溶液除去，近中性洗即可。 用于医药配制的，应当浸泡在乙醇中处理。
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。
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