采用離子交換法，可以把水中呈離子態雜質去除，這一過程是通過離子交換劑（樹脂）進行的，離子交換樹脂具有不同的活性交換基因，又有陽、陰、強、弱之分，一般帶有酸性功能基，能與陽離子交換的物質稱為陽離子交換樹脂，帶有堿性功能基，與能陰離子交換的物質稱陰離子交換樹脂。利用樹脂的不同交換基因的特點，可以進行深度除鹽，制取高純水。
工作原理：
　　采用離子交換方法，可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除，以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達：
⑴ 陽離子交換樹脂：R—H+Na+ R—Na+H+
⑵ 陰離子交換樹脂：R—OH+Cl- R—Cl+OH-
　　陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成：
　　RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
　　由此可看出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。
去離子水設備主要工藝：
㈠ 采用陽陰離子交換樹脂取得的去離子水，一般通過之后，出水電導率可降到10us/cm以下，再經過混床就可以達到1us/cm以下了。但是這種方法做出來的水成本極高，而且顆粒雜質太多，達不到理想的要求。目前已較少采用了。
㈡ 預處理（即砂碳過濾器+精密過濾器）+反滲透+混床工藝
這種方法是目前采用*多的，因為反滲透投資成本也不算高，可以去除90%以上的水中離子，剩下的離子再通過混床交換除去，這樣可使出水電導率：0.06左右。這樣是目前*流行的方法。
㈢ 采用兩級反滲透方式
自來水→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟化水器→中間水箱→低壓泵→精密過濾器→一級反滲透→PH調節→混合器→二級反滲透（反滲透膜表面帶正電荷）→純水箱→純水泵→微孔過濾器→用水點
㈣ 前處理與第二種方法一樣使用反滲透，只是后面使用的混床采用EDI連續除鹽膜塊代替，這樣就不用酸堿再生樹脂，而是用電再生。這就徹底使整個過程無污染了，經過處理后的水質可達到：15M以上。但這這種方法的前期投資比較多，運行成本低。根據各公司的情況做適當的投資。*好不過了。
原水→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟化水器→中間水箱→低壓泵→PH值調節系統→高效混合器→精密過濾器→高效反滲透→中間水箱→EDI水泵→EDI系統→微孔過濾器→用水點
去離子水設備安裝要求：
1. 地基需水平，就近設置地漏或排水溝，以排走再生廢水。設備附近應設獨立的電源插座。
2. 鹽箱應靠近交換罐，吸鹽管越短越好。
3. 進水管上應安裝上Y型過濾器以及水表，出水口應設取樣口。
4. 進出水管上應安裝手動閥門，進出水口之間應設旁通閥，以便在再生或檢修時繼續供水。
5. 入水口水壓如低于0.2MPa需增加自動增壓水泵。
6. 鹽箱中的鹽要求勝業鹽，不可加碘鹽、鈣鹽。為保證鹽箱中的鹽溶液濃度能達到飽和，首先應保證溶解時間不小于6小時，首次使用前應先強制再生一次。
7. 當原水硬度 >6mmol/L時，應加大1－2級選型。
8. 使用前必須先沖洗管道，避免雜質堵塞閥體，污染樹脂。
9. 北方冬季應加防凍措施.
性能特點：
※ 置換效果好、再生周期長，再生費用低;
※ 使用、管理簡便，運行費用低。
※ 設備產水效果好，占地面積小。
※ 樹脂經過再生可多次使用，樹脂壽命長。
※ 產水電阻率為10-18MΩ￠CM(25C)，二氧化硅含量（SIO2）≤0.02mg/L
應用范圍：
　　混床應用于醫藥、化妝品、電子、化工、電力等行業的水處理中，主要用于反滲透、離子交換復床、超濾系統等的后處理，通過用于對水中陰陽離子的置換，生產出超純水。
Ⅰ 去離子水處理工藝，是目前工業用超純水的制備上應用*多的一種工藝之一。
Ⅱ 食品工業離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業裝置上。
Ⅲ 制藥工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈霉素的開發成功即是突出的例子。
Ⅳ 合成化學和石油化學工業在有機合成中常用酸和堿作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。
Ⅴ 電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質等。
Ⅵ 濕法冶金及其他離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。