工作原理就是離子的交換。
　　運行時：陽樹脂(H-R)+(M+)-->：(M-R)+(H+)
　　陰樹脂(OH-R)+(X-)-->：(X-R)+(OH-)
　　其中M+為金屬離子，X-為陰離子。
　　再生過程為其逆過程。
　　離子交換器的失效控制
　　離子交換除鹽水處理的流程為 陽床-陰床 組成的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)。有的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用單元制，即每套一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)包括 陽床、（除碳器）、陰床各一臺，在離子交換除鹽運行過程中，無論是陽床還是陰床先失效，都是同時再生；還有的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用母管制，即陽床與陽床或陰床與陰床是并聯(lián)運行的，哪一臺交換器失效就再生哪一臺。
　　1 檢測和控制原理
　　強酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸附順序為：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ；由此可知，水中金屬離子Na+被吸附的能力最弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，H+.最后被其他陽離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的是最下層的Na+；因此監(jiān)督陽離子交換器失效是以漏鈉為標準的；其反應(yīng)方程為（A代表金屬陽離子,R為樹脂基團）：
　　An+ +nRH=RnA+n H+
　　HCO3- + H+ =H2O+CO2↑
　　強堿性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序為：SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力最弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，OH-.被其他陰離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的是最下層的HSiO3-；因此監(jiān)督陰離子交換器失效是以漏硅為標準的；其反應(yīng)方程為（B代表酸根陰離子，R為樹脂基團）：
　　Bm- +mROH=RmB+mOH-
　　2 控制點和控制方法
　　由于母管制系統(tǒng)包含了單元制系統(tǒng),而且它具有能充分使用樹脂、提高交換器的出水能力、降低酸堿消耗等優(yōu)點，我們在研究中主要討論以這種結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的離子交換除鹽水處理系統(tǒng)。
　　以成都生物制品研究所蛋白分離車間純水站為例，該系統(tǒng)為母管制水處理系統(tǒng)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為：砂濾-活性炭過濾-粗濾-陽床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐，系統(tǒng)產(chǎn)水能力為5 t/h，在系統(tǒng)的失效控制研究中，我們提出單元失效控制概念，也就是充分利用了母管制制水系統(tǒng)的優(yōu)點對系統(tǒng)進行失效控制。
　　（1）RO對各有機溶質(zhì)的去除率大于NF膜。（2）不同有機溶質(zhì)的去除率不相同，有的甚至相差很大（例如，RO和NF膜對乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%，而對苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%）。
　　3 出水水質(zhì)
　　原水經(jīng)一級復(fù)床除鹽后，電導(dǎo)率（25℃）低于10μS/cm，水中硅含量低于100μg/L