利用膜技术处理饮用、污水过程中，总硬度是一项关键影响指标，进水硬度较高的情况下，反渗透膜易结垢污堵，造成产水量下降，产水水质差，严重时则会对膜造成物理破坏。阻垢剂的大量添加、膜频繁的反洗不仅导致成本上升，而且还会造成膜寿命缩减以及复杂浓水的产生量增加。为此，开发具备良好经济技术可行性的硬度去除技术非常必要。

离子交换法在去除硬度方面具有独特的优势，该技术利用离子交换树脂对不同离子的选择性强弱，可以较为彻底的去除水中的Ca、Mg等离子，实现硬度的有效控制。饱和穿透的树脂利用高浓度氯化钠（8~10%）进行再生后可重复使用。其缺点在于高浓度废液排放问题。

为了解决树脂再生需要高浓度盐水的问题，我们开发了一种易再生离子交换树脂和与之配套的工艺，并完成了实验室验证及野外中试，取得了理想的效果。

（1）海水再生复合离子交换除硬度

通过3次重复实验，进水硬度在350ppm左右，COD在13.5ppm情况下，出水前6个样品（120BV，相对阳树脂）的总硬度均在10ppm以下，产水重复过程数据稳定。

海水再生过程3次，单次用水量为10BV，在海水本身硬度7000ppm情况下再生浓水中的总硬度最高超过16000ppm，再生重复过程数据稳定，且与产水数据匹配。

（2）复合离子交换与反渗透组合工艺运行成本

为期半年的中试数据显示，该工艺在62%回收率情况下，不考虑海水运输成本，单方水处理成本为0.66元，而目前正在运行同类型进水条件下的双膜法在相同回收率条件下的运行成本约为1.4元/m³。即使考虑到海水抽取过程中的电费消耗，全新的工艺成本也在0.8元/m³以下。原因在于，离子交换除硬度过程是一个动力学条件良好的化学反应过程，耗电量低，另一方面，硬度去除后的水在进入反渗透还可有效避免阻垢剂、膜清洗的药物成本，而这部分成本占据双膜工艺总成本的约30%。

（3）该工艺的适用范围和区域

该工艺科应用于沿海地区污水深度处理回用、饮用水深度处理、矿井水深度处理回用等领域。当然，对于内陆地区含盐量在3g/L以上的咸水-微咸水深度处理领域也可以应用，这种情况下可以通过优化设计后利用反渗透的浓水进行再生。