除去水中离子态杂质制得纯水/高纯水，离子交换设备目前用得最为普通的方法就是离子交换。离子交换是用一种称为离子交换树脂的物质来进行的。离子交换树脂遇水溶液时，能够从水溶液中吸着某种(类)离子，而把本身所具有的另外一种相同电荷符号的离子等摩尔量地交换到溶液中去，这种现象称为离子交换。
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离子交换现象在19世纪中叶被发现，到20世纪初离子交换技术开始用于水处理。天然的离子交换物质在性能上有许多缺点，故不能广泛应用，在20世纪40年代，人工合成了一些性能良好的离子交换剂，才促使离子交换技术得到广泛的应用。目前离子交换技术已成为应用于工业，医学和环境等领域的现代水处理技术。