آشنایی با اصول تصفیه آب با رزین های تعویض یونی

تصفیه آب با استفاده از رزین های تبادل یونی (Ion Exchange Resin) از روش های بسیار معمول و قابل قبول به شمار می رود. در این مقاله تلاش شده تا به زبان ساده و در عین حال جامع به بررسی مکانیزم، مفاهیم، کاربردها و محدودیت های این روش پرداخته شود. مهمترین موضوعاتی که در این مقاله در مورد آنها صحبت شده است، عبارتند از:

- انواع ناخالصی های موجود در آب طبیعی

- مفهوم "تبادل یون"

- ساختار رزین

- فرآیند "سختی گیری"

- فرآیند "خالص سازی آب"

- فرآیند "احیای رزین"

- عملکرد ستون رزین

- محدودیت های تصفیه آب به روش تبادل یون

- تبادل یون گزینشی

مقدمه

آّب یک مایع است که از مولکول های آن از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده و فرمول شیمیایی آن H2O می باشد. آب بصورت طبیعی معمولآً حاوی مقداری ناخالصی است. آب های سطحی، آب چاه و حتی آب شهری دارای برخی مواد خارجی مانند موارد زیر هستند:

- ذرات جامد معلق و نامحلول: موادی مانند شن، ماسه و جلبک از حمله این ناخالصی ها به شمار می روند. این مواد با عملیات فیلتراسیون فیزیکی از آب قابل جداسازی هستند.

- مواد محلول در آب: این ناخالصی ها قابل مشاهده نبوده و فیلتراسیون فیزیکی عادی قابلیت جداسازی آنها از آب را ندارد. مواد محلول در آب می توانند از نوع مواد آلی و یا معدنی بوده و بصورت یون باردار و یا غیر یونی باشند.

مواد محلول غیر یونی در آب بصورت "مولکول" بوده و در سایزها و با فرمول های شیمیایی مختلف در آب حضور دارند. از جمله این مولکول ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

- دی اکسید کربن با سایز مولکولی کوچک با فرمول شیمیایی CO₂

- قند با سایز مولکولی بزرگتر و فرمول شیمیایی C₁₂H₂₂O₁₁

اما همانطور که اشاره شد، بخش قابل توجهی از ناخالصی های آب بصورت یونهای باردار هستند. یکی از روش های متداول برای حذف ذرات یونی از آب، استفاده از رزین های تبادل یون (Ion Exchange) است.

یون های محلول در آب

یونهای محلول در آب می توانند بصورت اتم ها و یا مولکول های باردار باشند. به یونهای با بار مثبت "کاتیون" و به یونهای با بار منفی "آنیون" گفته می شود. از آنجائیکه آب در حالت عادی از نظر بار الکتریکی خنثی است، مجموع بارهای مثبت و منفی یونهای محلول در آن برابر است.

ظرفیت بار الکتریکی یون ها می تواند متفاوت و معمولاً از یک ظرفیتی تا سه ظرفیتی باشند. همچنین یونها می توانند از یک اتم و یا چندین اتم به هم چسبیده تشکیل شده باشند.

به عنوان مثال می توان به یونهای مختلف زیر که معمولاً بصورت ناخالصی در آب وجود دارند، اشاره نمود:

- اتم کاتیون تک ظرفیتی: یون سدیم (⁺Na)

- اتم کاتیون دو ظرفیتی: یون کلسیم (⁺⁺Ca)

- مولکول کاتیون تک ظرفیتی: یون آمونیوم (⁺NH4)

- اتم آنیون تک ظرفیتی: یون کلراید (^-Cl)

- مولکول آنیون تک ظرفیتی: یون نیترات (^-NO3)

- مولکول آنیون دو ظرفیتی: یون کربنات (^--CO3)

- اتم کاتیون سه ظرفیتی: یون ⁺⁺⁺Al که گاهی در آب های اسیدی وجود دارد.

این یون ها بصورت آزاد در آب شناور هستند و به یونهای با بار الکتریکی مخالف نچسبیده اند. تنها از نظر مجموع بار الکتریکی در آب با یکدیگر مساوی هستند.

"نمک" (Salt) ترکیبی کریستالی با نسبتی مشخص از کاتیون ها و آنیون ها است. به عنوان مثال، نمک طعام با فرمول شیمیایی NaCl حاوی مقدار مساوی آنیون کلراید (^-Cl) و کاتیون سدیم (⁺Na) می باشد. زمانی که نمک طعام در آب حل می شود، یونهای کلراید و سدیم آزاد شده و مانند شکل بالا در آب شناور می شوند.

آنیون ها و کاتیون های محلول در آب پیوند ضعیفی با مولکول های آب برقرار می کنند که اصطلاحاً به آن "هیدراته شدن" یون ها گفته می شود. در این حالت مانند شکل زیر، کاتیون ها جذب اتم اکسیژن و آنیون ها جذب اتم های هیدروژن آب می شوند.

به عنوان مثال دیگر، نمک سولفات منیزیوم با فرمول شیمیایی MgSO4 از یک کاتیون دو ظرفیتی منیزیوم (⁺⁺Mg) و یک آنیون دو ظرفیتی سولفات (^--SO4) تشکیل شده است. نمک کلرید کلسیم (CaCl₂) از یک کاتیون دو ظرفیتی کلسیم (⁺⁺Ca) و با توجه به خنثی بودن مولکول نمک، از دو آنیون تک ظرفیتی کلراید (^-Cl) تشکیل می شود. یک نمونه مشابه دیگر، نمک کربنات سدیم (Na₂CO₃) است که ترکیبی از یک آنیون دو ظرفیتی کربنات (^--CO3) و دو کاتیون تک ظرفیتی سدیم (⁺Na) است.

زمانی که آّب جوشانده و یا به مدت طولاتی تبخیر شود، تمامی نمک های محلول در آب به همراه سایر مواد مانند سیلیس و برخی ترکیبات آلی باقی می مانند. به وزن این نمک های باقیمانده به ازای هر لیتر آب، مواد جامد محلول در آب (Total Dissolved Solids) یا به اختصار TDS گفته شده و با واحد اندازه گیری mg/lit یا ppm بیان می شود.

مقدار TDS آب در انواع آب با منابع مختلف متفاوت است. آب دریا حاوی مقدار زیادی املاح بوده و TDS آن گاهی به بیش از 35,000 تا 40,000 میلیگرم بر لیتر می رسد. این در حالی است که این مقدار برای آب های سطحی و آب شهری می تواند به کمتر از 500 میلیگرم بر لیتر برسد.

تبادل یون

ناخالصی های موجود در آب

همانطور که اشاره شد، آب بصورت طبیعی حاوی املاح و ناخالصی های متعددی است. وجود بسیاری از این املاح برای انسان مشکل ساز نیست. حتی آب دارای مقدار محدودی نمک و املاح برای سلامتی انسان از آب کاملاً خالص مفیدتر است. اما در برخی موارد بهتر است این ناخالصی ها از آب حذف شوند.

ناخالصی های نامحلول در آب با روش های فیلتراسیون مختلف قابل جداسازی از آب هستند. فناوری ها و تجهیزات مختلف از فیلترهای میکرونی تا اولترافیلتراسیون روش های حذف ذرات معلق نامحلول در آب هستند که بسته به اندازه ذرات و نوع کاربرد، می توان از آنها استفاده کرد.

اما در مورد مواد محلول باید روش های متفاوتی را در نظر گرفت. یکی از بهترین روش ها برای جداسازی یونهای باردار محلول در آب، استفاده از رزین و روش تبادل یون (Ion Exchange) است.

رزین های تبادل یونی

رزین های تبادل یونی، دانه های پلاستیکی یا ژله ای بسیار ریزی هستند که قطر آنها حدود 0.6 میلیمتر است. دانه های رزین متخلخل بوده و داخل ساختار آنها مقداری آب وجود دارد.

ساختار داخلی رزین ها از شبکه پلیمری تشکیل شده که تعدادی یون های ثابت و غیر قابل متحرک در آن قرار گرفته اند. برای حفظ تعادل الکتریکی ساختار رزین، به همان نسبت یون با بار الکتریکی مخالف بصورت شناور و قابل جدا شدن از رزین در کنار آنها قرار گرفته اند. این یون های متحرک بر خلاف یون های ثابت می توانند از ساختار رزین جدا و یا به داخل آن وارد شوند. برای درک بهتر این موضوع می توانید شکل زیر را مشاهده کنید.

شکل فوق ساختار شماتیک رزین های آنیونی و کاتیونی را نشان می دهد. خطوط مشکی رنگ، ساختار پلیمری رزین را نشان می دهد که متخلخل و حاوی آب است. یونهای ثابت رزین کاتیونی نشان داده شده از نوع سولفونات (^-SO₃) هستند که به ساختار پلیمری رزین متصل شده اند. یونهای متحرک این رزین همانطور که در شکل مشخص است، کاتیون سدیم (⁺Na) می باشد. بسیاری از رزین های کاتیونی که برای استفاده در سختی گیری آب تولید می شوند، دارای همین ساختار اشاره شده هستند.

ساختار رزین های آنیونی نیز به همین صورت است. رزین آنیونی شکل بالا از یونهای ثابت کواترنری آمونیوم با فرمول N⁺R₃ (فرمول دقیقتر CH₂-N⁺-(CH₃)₃) و آنیون متحرک کلراید (^-Cl) تشکیل شده است. این ساختار نیز یکی از متداولترین ساختارهای رزین های آنیونی محسوب می شود.

هر یونی که از بیرون وارد دانه رزین می شود، می بایست با یک یون با بار الکتریکی مشابه داخل رزین جایگزین شود تا مجموع بار الکتریکی داخل رزین ثابت بماند. فرآیند "تبادل یون" (Ion Exchange) در واقع به معنی همین تعویض جای یون ها با یکدیگر است.

همانطور که اشاره شد، تنها یون های دارای بار الکتریکی مشابه می توانند در فرآیند تبادل یون رزین با یونهای خارجی وارد شوند. هر نوع رزین الزاماً یا می بایست کاتیونی باشد و یا کاتیونی. چرا که اگر فرضاً رزینی وجود داشته باشد که یون های ثابت ساختار آن هم کاتیون و هم آنیون باشد، اصولاً دیگر تبادل یونی بین یون های متحرک این رزین با محیط خارجی وجود نخواهد داشت. تبادل یون به دلیل تمایل رزین به حفظ تعادل بار الکتریکی خنثی با توجه به بار الکتریکی یون ثابت ساختار آن شکل می گیرد.   

استفاده از رزین های تبادل یونی در دو فرآیند مهم سختی گیری و تولید آب خالص بسیار متداول است. در ادامه به توضیح بیشتر این فرآیند ها پرداخته می شود.

سختی گیری آب

سختی یکی از متداولترین انواع املاح محلول در آب به شمار می رود. سختی یک مفهوم رایج برای نشان دادن مقدار کلسیم و منیزیم محلول در آب است. این یون ها می توانند در شرایطی با برخی دیگر از یون ها ترکیب و تشکیل رسوباتی را دهند که عمدتاً در جاهایی مانند کتری آب جوش، داخل لوله ها و آبگرمکن ها قابل مشاهده هستند.

فرآیند سختی گیری آب (Water Softening) به معنی جایگزینی کاتیون های کلسیم (⁺⁺Ca) و منیزیم (⁺⁺Mg) با کاتیون سدیم (⁺Na) است. این کار باعث جلوگیری از رسوب گذاری در سیستم ها و تجهیزاتی است که با آب در تماس است.

برای سختی گیری آب از رزینی استفاده می شود که یون متحرک آن از نوع کاتیون سدیم (⁺Na) باشد. یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب دارای سختی ضمن عبور از ستون این رزین، با یون سدیم جایگزین شده و به این ترتیب سختی آّب حذف می شود. هر کدام از یون های کلسیم و منیزیم با توجه به دو ظرفیتی بودن بار الکتریکی، با دو یون سدیم تک ظرفیتی جای خود را تعویض می کنند. این تعویض یون را می توان با فرمول شیمیایی زیر نشان داد:

2RNa + Ca⁺⁺ → R₂Ca + 2Na⁺1

نحوه انجام این تبادل یونی در شکل زیر نمایش داده شده است. رزین در ابتدا حاوی یون های متحرک سدیم است. ورود هر یون کلسیم و منیزیم به دانه های رزین، با خروج دو یون سدیم از آن همراه است. هیچ آنیونی از آب نمی تواند وارد رزین شود. زیرا همانطور که قبلاً گفته شد، آنیون موجود در رزین (^-SO₃) بصورت ثابت و چسبیده به ساختار پلیمر رزین است. لذا امکان تبادل یونی با آن وجود نخواهد داشت.

دلیل اصلی تبادل یون رزین در سختی گیری، تمایل (Affinity) بیشتر رزین به جذب سختی بجای یون سدیم است. به زبان ساده تر، رزین یون کلسیم و منیزیم را به یون سدیم ترجیح می دهد. به همین دلیل است که وقتی این نوع رزین در معرض آب حاوی یون های کلسیم و منیزیم قرار می گیرد، آنها را به سرعت جایگزین یون متحرک خود یعنی یون سدیم می کند.

نکته بسیار مهمی که در مورد سختی گیری با رزین تبادل یونی وجود دارد، این است که طبق آنچه در مورد عملکرد رزین در این فرآیند گفته شد، عملاً یونهای سختی با یون سدیم جایگزین می شوند. بنابراین، در سختی گیر رزینی هر چند مقدار سختی کل (Total Hardness) آب کاهش می یابد، اما مقدار کل املاح موجود در آب که معمولاً با شاخص TDS اندازه گیری می شود، تغییر قابل ملاحظه ای نمی کند. در این فرآیند تنها ترکیب املاح در آب تغییر می کند. 

طبیعتاً فرآیند سختی گیری بصورت دائم نمی تواند ادامه پیدا کند. زمانی که رزین تمامی یونهای متحرک سدیم خود را از دست داده و با یون های کلسیم و منیزیم جایگزین کرده باشد، رزین اصطلاحاً به حالت "اشباع" می رسد. زمانی که رزین اشباع شود، یا می بایست با رزین تازه تعویض شود و یا "احیا" شود. در مورد فرآیند "احیا" (Regeneration) در ادامه توضیحاتی ارائه خواهد شد.

خالص سازی آب

زمانی که تمامی کاتیون های محلول در آب با یون H+ و تمامی آنیون ها با OH- جایگزین شوند، فرآیند خالص سازی (Demineralization) اتفاق می افتد. بنابراین برای انجام این فرآیند، نیاز به رزین های کاتیونی با یون آزاد ⁺H و رزین های آنیونی با یون آزاد ^-OH است. زمانی که آّب از این رزین ها عبور می کند، عملاً تمامی یون های محلول در آب حذف شده و بجای آن ها مولکول های جدید آب (یون های ⁺H و ^-OH) جایگزین می شوند.

به عنوان مثال اگر کاتیون های ⁺⁺Ca و ⁺Na محلول در آب را در نظر بگیریم، واکنش های زیر در تماس آنها با رزین با یون متحرک ⁺H اتفاق می افتد:

2R'H + Ca⁺⁺ → R₂Ca + 2H⁺¹

R'H + Na⁺ → R'Na + H⁺¹

در معادلات نشان داده شده فوق، 'R نشاندهنده ساختار پلیمر رزینی است که یون های متحرک آن از نوع ⁺H می باشد. در شکل زیر، تبادل یون کاتیون های ⁺⁺Ca و ⁺Na محلول در آب با یون های ⁺H را نشان می دهد. البته در این شکل، آنیون ها نشان داده نشده اند. نکته مهمی که می بایست توجه داشت، تبادل دو یون ⁺H با کاتیون دوظرفیتی ⁺⁺Ca و تبادل تنها یک یون ⁺H با کاتیون تک ظرفیتی ⁺Na است که به دلیل تعادل شیمیایی یون های آزاد رزین و یون های محلول در آب اتفاق می افتد.

به همین طریق، تمامی آنیون های محلول در آب نیز با آنیون ^-OH جایگزین می شوند. معادله شیمیایی این واکنش نیز برای آنیون های کلراید (^-Cl) و سولفات (^-SO₄) به این صورت می باشد:

R"OH + Cl^- → R"Cl + OH^-1

2R"OH + SO₄^-- → R"₂SO₄ + 2OH^-1

در انتهای فرآیند خالص سازی آب، تمامی آنیون ها و کاتیون های محلول در آب در دانه های رزین جایگزین یون های آزاد ⁺H و ^-OH آنها شده تا زمانی که رزین به حالت اشباع در بیاید. این وضعیت در شکل زیر قابل مشاهده است.

همانطور که ملاحظه شد، در این فرآیند آنیون ها و کاتیون های آب کاملاً حذف و به داخل دانه های رزین رفته و یون های آزاد شده ⁺H و ^-OH خارج شده از رزین، تشکیل مولکول آب را می دهند.

H⁺ + OH^- → HOH → H₂O

به این ترتیب، تمامی ناخالصی های یونی محلول در آب حذف شده و تنها مقدار بسیار ناچیزی از آنها از ستون رزین بصورت جذب نشده خارج می شوند که اصطلاحاً به آن نشتی (Leakage) رزین گفته می شود. فرآیند خالص سازی آب بصورت خلاصه در شکل زیر نشان داده شده است:

عملکرد ستون رزین

رزین های تبادل یونی چه در سطح آزمایشگاهی و چه در سطح صنعتی، بصورت "ستون" (Column) رزین مورد استفاده قرار می گیرند. آب حاوی ناخالصی های یونی از بالای ستون وارد شده و به تدریج پس از عبور از دانه های رزین از پایین آن خارج می شود. شکل زیر این فرآیند را بصورت شماتیک نشان می دهد. همانطور که در شکل مشخص است، آب ضمن عبور از ستون رزین بتدریج با دانه های رزین، تبادل یون انجام داده و رزین ها از بالا به پایین شروع به از دست دادن یون متحرک خود و اشباع شدن می کنند. پس از گذشت مدت زمانی (عکس سمت راست)، عمده رزین ها اشباع شده و آب حاوی یون از سمت دیگر خارج می شود. در این شرایط، فرآیند باید متوقف شده و رزین اشباع با رزین تازه تعویض و یا احیا شود.

احیا

یکی از مزایای استفاده از رزین، امکان برگشت پذیری آن پس از رسیدن به حالت اشباع است. به فرآیند برگشت پذیری رزین برای استفاده مجدد از آن، اصطلاحاً "احیا" (Regeneration) گفته می شود.  واکنش شیمیایی فرآیند احیا دقیقاٌ معکوس واکنش شیمیایی تبادل یون رزین است. به عنوان مثال، فرآیند احیای رزین سختی گیر با یون سدیم (⁺Na) موجود در محلول نمک طعام (NaCl) و مطابق فرمول شیمیایی زیر صورت می گیرد:

R₂Ca + 2NaCl → 2RNa + CaCl_2-

فرآیند احیا زمانی به درستی صورت می گیرد که غلظت ماده احیا کننده خیلی بالا (حدوداً 1000 برابر غلطت در آب معمولی) باشد. به عنوان مثال، محلول آب و نمک احیا می بایست با حداقل غلظت نمک 10% (حدود 100 گرم بر لیتر) آماده و مورد استفاده قرار گیرد.

در فرآیند خالص سازی آب با رزین، از اسید و بازهای قوی که توان تولید یون های ⁺H و ^-OH در آب را دارند، برای احیای این نوع رزین ها استفاده می شود.

اسیدهای قوی مانند "اسید کلریدریک" (HCl) و یا "اسید سولفوریک" (H₂SO₄) بصورت کامل در آب حل می شوند و یون ⁺H آزاد می کنند. یون ⁺H آزاد شده می تواند طبق واکنش زیر مجدداً در دانه های رزین های کاتیونی استفاده شده برای خالص سازی آب قرار گرفته و آنها را مجدداً آماده کار کند.   

R'Na + HCl → R'H + NaCl

همینطور یک باز قوی مانند "سود سوز آور" یا "هیدروکسید سدیم" (NaOH) در آب بخوبی تولید یون ^-OH می کنند. این یون نیز بر اساس واکنش زیر جایگزین آنیون های قرار گرفته در دانه های رزین آنیونی شده و رزین را احیا می نماید:

R"Cl + NaOH → R"OH + NaCl

همانطور که از فرمول واکنش های احیا مشخص است، پساب خروجی فرآیند احیا حاوی نمک های مختلفی است. تولید نمک در پساب احیای رزین ها، از جهت زیست محیطی یکی از معایب و محدودیت های استفاده از رزین در تصفیه آب به شمار می رود.

محدودیت های استفاده از رزین

در تصفیه آب با رزین های تبادل یونی، سه محدویت و شرط مهم وجود دارد:

- برای اثربخش بودن فرآیند تبادل یون، تمایل (Affinity) رزین به جذب یون مدنظر در آب می بایست بیشتر از تمایل به حفظ یون متحرک موجود در ساختار رزین باشد.

- فرآیند تبادل یون برای شرایطی مؤثر است که غلظت محلول حاوی یون ناخالصی پایین باشد. در این حالت مدت زمان لازم برای اشباع ستون رزین به اندازه ای طولانی خواهد بود که استفاده از آن توجیه پیدا می کند. در حالتی که غلظت یون های محلول خیلی زیاد باشد، مدت زمان اشباع ستون رزین بسیار کم و میزان استفاده از مواد احیا کننده به حدی افزایش می یابد که عملاً این روش توجیه اقتصادی خود را از دست می دهد. در شرایط مذکور استفاده از روش های اسمز معکوس (RO) و تقطیر بیشتر از رزین های تبادل یونی کاربرد خواهند داشت.

- ناخالصی های غیر یونی محلول در آب را نمی توان با روش تبادل یونی از آب حذف کرد. برای جداسازی این ناخالصی ها می توان بسته به نوع آنها از مواد فیلتراسیونی مانند کربن فعال، جاذب های پلیمری و یا مولکولار سیو بهره برد.

تبادل یون گزینشی

از آنجائیکه فرآیند تبادل یون به میزان تمایل رزین به جذب یون های محلول در آب بستگی دارد، از رزین ها می توان برای حذف ناخالصی های یونی مختلف استفاده کرد. بارزترین نمونه این موضوع در فرآیند "سختی گیری" آب اتفاق می افتد. همانطور که در توضیح این فرآیند اشاره شد، در سختی گیری بیشتر کاتیون های کلسیم و منیزیم آب جای خود را به یون های سدیم می دهند. در سختی گیری، تبادل یون با سایر کاتیون ها جزئی تر و تبادل یون با آنیون ها کلاً اتفاق نمی افتد.

تمایل نسبی رزین کاتیونی قابل استفاده در سختی گیرهای رزینی به جذب کاتیون های مختلف را می توان به صورت زیر نشان داد:

 Pb⁺⁺ > Ca⁺⁺ > Mg⁺⁺ > Na⁺ > H⁺¹

کاتیون سوب (⁺⁺Pb) نشان داده شده در ابتدای عبارت فوق، بیانگر این موضوع است که این کاتیون در صورت وجود در آب، حتی از کاتیون های کلسیم و منیزیوم نیز سریعتر جذب رزین می شود.

اصولاً یکی از مهمترین تفاوت های روش تبادل یون با اسمز معکوس در همین نکته است. آب در روش اسمز معکوس ضمن عبور از ممبران، درصد زیادی از  کل املاح را از دست می دهد و امکان انتخاب بین آنها وجود ندارد. به همین دلیل، آب خروجی ممبران آبی نسبتاً خالص و عاری از همه انواع ناخالصی ها است.

مشابه آنچه در رزین کاتیونی سختی گیر بیان شد، رزین های آنیونی با یون متحرک کلراید (^-Cl) نیز عمدتاً تمایل به جذب بیشتر آنیون های سولفات و نیترات دارند. به عبارتی دیگر، این رزین ها تمایل بیشتری به جذب آنیون های نیترات و سولفات نسبت به کلراید دارند. تمایل نسبی این رزین به آنیون ها را می توان به صورت زیر نشان داد:

SO4^-- > NO3^- > Cl^- > HCO3^- > OH^- > F^-1

برخی از ناخالصی های یونی به سادگی با رزین های معمول قابل حذف از آب نیستند. به همین دلیل، تولید کنندگان معتبر رزین در دنیا برای حذف این یون ها از آب، رزین های مخصوصی تولید کرده اند. از جمله این ناخالصی های یونی که برای جداسازی آنها رزین های مخصوص تولید شده اند، می توان به موارد زیر اشاره نمود:

- بورون

- کادمیوم، جیده و سایز فلزات سنگین

- کرومات

- سرب

- نیکل

- نیترات

- پرکلرات

جمعبندی

تصفیه آب با استفاده از رزین های تبادل یونی، از روش های بسیار قوی و قابل قبولی است که در سطح گسترده ای مورد استقبال قرار گرفته است. از جمله کاربردهای مرسوم این روش می توان به موارد زیر اشاره نمود:

- سختی گیری آب در ورودی منازل

- سختی گیری آب برای استفاده در بویلرها و برج های خنک کن

- خالص سازی آب برای آزمایشگاه ها

- خالص سازی آب در نیروگاه های هسته ای و حرارتی

- خالص سازی آب در صنایع تولید سمی کانداکتور و چیپ های کامپیوتر

- حذف ناخالصی های نامطلوب از آب آشامیدنی

علاوه بر تصفیه آب، استفاده از رزین در سایر صنایع مانند صنایع غذایی، شیمیایی و تصفیه پساب نیز کاربردهای گوناگون و گسترده ای دارد.