آلاینده‌های موجود در آب به عنوان یک مشکل بزرگ در جهان هر روزه بیشتر مورد توجه قرار گرفته و استانداردهای سخت‌گیرانه‌تری برای آن در نظر گرفته می‌شود. آلاینده‌های تولید شده به عنوان مواد جانبی ناشی از ضدعفونی کننده‌ها، آرسنیک ، نیترات ،پرکلرات و اورانیوم از جمله این آلاینده‌ها هستند که می توان با استفاده از رزین ها آنها را حذف نمود.

رزین ها به عنوان یکی از مراحل پیش فیلتراسیون قبل از سیستم RO می باشد. رزینها ،مواد اضافه و املاح را تا حدود 90% کاهش می دهند.رزین های تبادلی کاتیونی جهت حذف آلاینده های رادیوم در آب آشامیدنی و رزین های آنیونی جهت حذف فلزات سنگین مانند اورانیوم می باشد. رزین های تبادل یونی با جانشینی بر روی یون های قوی مانند پتاسیم و کلر در آب آنها را با یون های ضعیف تر جا به جا می کنند.

تبادل یونی، فرایند مبادله برگشت پذیر یون ها بین یک جامد و یک مایع است. رزین های تبادل یونی به طور ایده آلی برای حذف موثر آلاینده ها از آب و سایر مایعات مناسب هستند. این تکنولوژی مزیت های زیادی در نرم کردن آب صنعتی، بازیافت فاضلاب و تصفیه آب دارد به این دلیل که قادر به تصفیه حجم زیادآب، حجم کم ضایعات و انعطاف پذیری عملیاتی می باشد. رزین های تبادل یونی در انواع کاربردهای تخصصی مثل فرایندهای شیمیایی، دارویی، استخراج معدن، صنایع غذایی و نوشابه سازی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

امروزه از رزین ها برای تصفیه آب به جهت حذف برخی یا تمامی یون های موجود در آب با محتوای یون کم، یکی از روش های پر بازده می باشد. در برخی از موارد از این روش برای کاهش سختی آب وتولید آب مقطر و یا تولید آب فوق خالص استفاده می شود.

معمولا در این سیستم از یک مخزن با جنس FRP یا فلزی استفاده می شود که درون این مخازن با توجه به آنالیز آب، شدت جریان آب و کیفیت مدنظر برای آب خروجی اندازه مخزن و میزان رزین مورد نیاز متفاوت می باشد.

این رزین ها در حال حاضر در چهار دسته شامل رزین های سختی گیر، رزین های آنیونی ، رزین های کاتیونی و رزین های میکس موجود می باشند

تصفیه آب با رزین‌ تبادل یونی بصورت گسترده‌ای به عنوان یکی از روشهای موثر، سالیان زیادی مورد استفاده قرار می گیرد . متداولترین روش استفاده از رزین‌های تبادل یونی در کاهش سختی آب می‌باشد.

رزین‌های تبادل یونی به دو دسته اصلی "کاتیونی" و "آنیونی" تقسیم می‌شوند. اگر یون متحرک رزین، دارای بار الکتریکی مثبت باشد (مانند Na⁺)، به آن رزین کاتیونی و در صورتیکه دارای بار منفی باشد (مانند Cl^-)، به آن رزین آنیونی می‌گویند . رزین‌های تبادل یونی باعث حذف آلاینده‌های یونیزه شده محلول مانند سختی و قلیائیت از آب می‌شوند. سختی گیری در واقع فرآیند تعویض کاتیونهای سختی (یونهای کلسیم و منیزیم) با کاتیون سدیم است. کاتیون سدیم به دلیل قابلیت حل شدن بالاتر در آب نسبت به یونهای کلسیم و منیزیم، مشکل ایجاد رسوب را از بین می‌برد. برای سختی‌گیری آب، یک رزین کاتیونی که یون متحرک آن، یون سدیم است در مسیر عبور جریان آب قرار می‌گیرد. به این ترتیب، یونهای کلسیم و منیزیم از داخل آب به سمت داخل رزین رفته و بالعکس، یونهای متحرک سدیم از داخل رزین وارد آب و جایگزین آنها می‌شوند. با گذشت زمان، یونهای آلاینده با تمام سطوح موجود در رزین ترکیب می شوند. هنگامی که ظرفیت کامل شود، برای استفاده بیشتر از آن ، رزین باید احیا شود

در طی دوره احیای رزین، واکنش تبادل یونی عمدتا با استفاده از یک محلول بازدارنده ، معکوس می شود. بسته به نوع رزین و کاربرد آن، احیاکننده ممکن است یک محلول نمک، اسید یا محلول سوزاننده باشد. بنابر این با استفاده از محلول مناسب آلاینده ها از سطح رزین جدا شده و وارد محلول می شوند و با این ترتیب رزین دوباره احیا و قابل استفاده می شود.