Kationin- ja anioninvaihtohartseja käytetään yleisesti vedenkäsittelyssä, mutta ne toimivat eri tavoin ja kohdistuvat erityyppisiin ioneihin. Määritetään ensin, mikä hartsi on. Hartsit ovat synteettisiä polymeerejä, joilla on korkea affiniteetti tiettyihin ioneihin ja jotka voivat vaihtaa nämä ionit muiden ionien kanssa liuoksessa. Nämä hartsit on suunniteltu poistamaan epäpuhtaudet vedestä vaihtamalla ei-toivotut ionit halutumpiin.
Kationinvaihtohartsit ovat niitä, jotka vaihtavat positiivisesti varautuneita ioneja tai kationeja vetyioneihin tai muihin positiivisesti varautuneisiin ioneihin. Nämä hartsit sisältävät tyypillisesti negatiivisesti varautuneita funktionaalisia ryhmiä, kuten sulfonihapporyhmiä, jotka houkuttelevat positiivisesti varautuneita ioneja ja sitoutuvat niihin. Kun vesi virtaa hartsikerroksen läpi, kationinvaihtohartsi poistaa mineraaleja, kuten kalsiumia, magnesiumia ja natriumia, joita yleensä löytyy kovasta vedestä. Joissakin tapauksissa kationinvaihtohartseja käytetään myös raskasmetallien, kuten lyijyn, kadmiumin ja kuparin, poistamiseen.
Anioninvaihtohartsit sitä vastoin poistavat negatiivisesti varautuneita ioneja tai anioneja. Nämä hartsit sisältävät tyypillisesti positiivisesti varautuneita funktionaalisia ryhmiä, kuten ammonium- tai kvaternaarisia ammoniumryhmiä, jotka houkuttelevat negatiivisesti varautuneita ioneja ja sitoutuvat niihin. Anioninvaihtohartseja käytetään epäpuhtauksien, kuten nitraattien, sulfaattien ja kloridien, poistamiseen. Ne ovat myös tehokkaita poistamaan vedestä tiettyjä orgaanisia yhdisteitä ja torjunta-aineita.
Sekä kationin- että anioninvaihtohartseja voidaan käyttää yhdessä toistensa kanssa täydellisen vedenkäsittelyratkaisun aikaansaamiseksi. Tässä tapauksessa kationinvaihtohartsia käytetään poistamaan positiivisesti varautuneet ionit, kun taas anioninvaihtohartsi poistaa negatiivisesti varautuneet ionit. Tuloksena on erittäin puhdasta vettä, joka on turvallista ihmisravinnoksi.
Kun valitset hartsia vedenkäsittelyyn, on tärkeää ottaa huomioon erityiset epäpuhtaudet, jotka on poistettava, ja veden pH. Kationinvaihtohartsit toimivat parhaiten alhaisen pH:n vedessä, tyypillisesti alle 6,5, kun taas anioninvaihtohartsit toimivat parhaiten vedessä, jonka pH on korkea, yleensä yli 8,5. Jos käsiteltävän veden pH on välillä 6,5 - 8,5, kationin ja anioninvaihtohartsien yhdistelmä saattaa olla tarpeen.
