离子交换树脂广泛使用于一般锅炉给水及某些流程用水等的水处理。离子交换树脂最基本的用途，在此以天然水为对象，说明一般锅炉给水的处理。至于其他脱盐、超纯水等处理则另章叙述。
天然水中溶解多种不纯物，此等不纯物依水的不同使用目的会产生多种障碍，如壹 - 1表所列各种障碍。
壹 - 1图
不纯物在水中以离子状态存在，用离子交换树脂可以去除。天然水中主要离子成分，阳离子有Ca2+、Mg2+ 、Na+ 、K+ ，阴离子则有SO4（2 - ）、HCO3- 、Cl - 、SiO2（在某些情况下，有时会含有Fe2+ 、Mn2+ 等，需要使用其他方法来处理），此等离子在水中保持电中性存在。一般以壹 - 1图之模式表示（SiO2具特别形态，因此与一般离子表示方法不同 ）。
壹-1表 水中不纯物引起的障害
展开剩余78%将天然水以离子交换树脂处理可以得到如壹 - 2 图 - 壹 - 6 图之处理水。
壹 - 2 图表示硬水软化，使用 Na 型之阳离子交换树脂除去天然水中之硬度成分。天然水中之 Ca²⁺，Mg²⁺等硬度成分将全部被除去而成为软水。软水一般被使用在低压锅炉及某些流程用水。
除去硬度成分有时使用壹 - 3 图所示之方法，使用弱酸性阳离子交换树脂。H 型弱酸性阳离子交换树脂可以除去 Ca (HCO₃)₂之碳酸氢盐型硬度，但不能除去 CaCl₂之中性硬度成分，所以不能将此处理水直接用于锅炉给水。在天然水中含有多量之 HCO₃⁻，Ca²⁺，Mg²⁺离子时与强酸性阳离子交换树脂组合使用，可得较高之运转效率。
壹 - 4 图表示纯水制造之 H 型强酸性阳离子交换树脂使用例。此例中之所有阳离子全部被转换为 H⁺而得到不含金属离子之酸性处理水。此时尚不能用于锅炉给水，还需要连结阴离子交换树脂处理。
壹 - 5 图表示将壹 - 4 图之处理水再以弱碱性阴离子交换树脂处理之状况。由于弱碱性阴离子交换树脂无法除去 SiO₂，一般随后再与强碱性阴离子交换树脂组合使用。
壹 - 6 图表示将壹 - 4 图之处理水以强碱性阴离子交换树脂处理之状况。因为可以除去 SiO₂等弱酸，此处理水已成纯水。
所以除了硬水软化外，亦可组合阴阳离子交换树脂制造纯水。表壹 - 2 表示，各离子交换树脂之化学反应式。
壹 - 2表 离子交换反应
# 箭印长短表示反应之难易度
反应式（3）相当于壹 - 2图，反应式（8）相当于壹 - 3图，反应式（1）相当于壹 - 4图，反应式（14）（16）相当于壹 - 5图，反应式（10）（12）相当于壹 - 6图
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