فناوری رزین تبادل یونی سالهاست که به عنوان یک روش عملی و مؤثر در تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد.تبادل یونی اغلب برای نرم شدن آب استفاده می شود و رایج ترین کاربرد آن است.با این حال ، رزین های تبادل یونی کاربردهای بسیاری دیگر دارند.تبادل یونی یکی از فرآیند ها در صنعت تصفیه آب است که معمولاً برای پایین آوردن سختی آب ، تهیه آب فوق خالص یا ضدعفونی کردن آب مورد استفاده قرار می گیرد ، همچنین برای از کم کردن سایر مواد محلول موجود در آب در فرآیندهایی مانند دیونیزاسیون ، دالکالیزاسیون و ضد عفونی آب مورد استفاده قرار می گیرد .

بطور خلاصه ، تبادل یونی یک فرایند شیمیایی خاص را توصیف می کند که در آن یونهای محلول در آب یا مایعات دیگر با یون های دیگر با بار مشابه در همان مایع رد و بدل می شوند. آلودگی آب موضوع مهمی در سطح جهان است و مقررات جدیدی در مورد کیفیت آب آشامیدنی برای آلاینده هایی نظیر مواد جانبی ضد عفونی کننده ، آرسنیک ، نیترات ، پرکلرات و اورانیوم ارائه شده است.رزین های تبادل یونی این چالش ها را برطرف می کند

یونها ، اتمها یا مولکولهایی هستند که تعداد کل الکترونهای آن با تعداد کل پروتونهای آن با هم برابر نیستند.

دو گروه مختلف از یونها وجود دارد مانند کاتیونها که بار مثبت دارند و به اختصار کاتد می گویند و آنیون ها که بار منفی دارند و به آن آند می گویند.

تبادل یونی برای از بین بردن آلودگی های یونی محلول از آب استفاده می شود. روند مبادله یونی بین یک جامد (رزین یا زئولیت) و یک مایع (آب) اتفاق می افتد.

در تبادل کاتیونها در طول تصفیه آب ، یونها با بار مثبت در رزین تبادل یونی با بار مثبت که در سطح رزین وجود دارد ، رد و بدل می شوند. کاتیونهای موجود در آب معمولا کلسیم ، منیزیم ، آهن و هیدروژن هستند.

در فرآیند تبادل آنیون ، یونهای با بار منفی با یونهای با بار منفی در سطح رزین ، معمولاً کلرید رد و بدل می شوند. آنیون منفی مانند کلر ، سولفات و هیدروکسید است.نیترات از جمله یون های منفی موجود در آب است.

از نظر شیمیایی ، هر دو نوع مشابه هستند و به گروهی از ترکیبات به نام پلیمر تعلق دارند ،.از نظر فیزیکی ، رزین های تبادل یونی به شکل دانه های خیلی کوچک به نام مهره های رزین تشکیل می شوند که قطر متوسط ​​آنها در حدود 0.5 میلی متر است.رزین معمولا در رنگ های سفید و زرد موجود می باشد و در روی سطح هر دانه آن منافذ ریزی وجود دارد که می تواند یون ها را به دام بیاندازد.

این رزین ها می توانند به تنهایی یا به طور هماهنگ برای از بین بردن آلاینده های یونی از آب استفاده شوند. اما برخی از مواد که یونی نیستند را نمی توان با رزین حذف نمود که به ناچار از دستگاه های تصفیه آب به روش اسمز معکوس باید استفاده کرد.ظرفیت رزین ها برای تبادل یونی محدود است یعنی این که هر یک از مخزن ها یا فیلتر های تبادل یونی با استفاده طولانی مدت اشباء می شوند و دیگر قابل استفاده نیستند.اما جای نگرانی نیست.اگر دیگر قادر به تبادل یون ها نباشیم ، رزین باید دوباره شارژ یا احیاء شود (شستشو شود) تا دوباره به حالت اولیه خود برگردد. موادی که برای این کار استفاده می شود می تواند شامل کلرید سدیم (نمک) و همچنین اسید هیدروکلریک ، اسید سولفوریک یا هیدروکسید سدیم باشد.

تأثیر تبادل یونی برای تصفیه آب می تواند با وجود مواد معدنی ، گرفتگی سطح رزین و سایر موادی که در رسوب گذاری آب نقش دارند محدود شود. فرآیندهای پیشگیری این روند مانند تصفیه و یا افزودن مواد شیمیایی به رزین می تواند به کاهش این مشکلات کمک کند.