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La déionisation est basée sur la technologie de l'échange d'ions et élimine les minéraux et sels dissous de l'eau ainsi que certains éléments organiques dissous. Pendant l'échange d'ions, les ions d'une charge donnée sont remplacés par des ions différents ayant la même charge. Le processus des déioniseurs avec lit à garnissage supprime l'espace vide, réduit les volumes d'eaux résiduaires et la dilution des produits chimiques de régénération.
Des déioniseurs à lits séparés sont souvent utilisés après le pré-traitement et permettent d'obtenir une qualité d'eau généralement comprise entre 25 et 1 µS/cm. La régénération peut être à co-courant ou à contre-courant pour plus d'efficacité.
Des déioniseurs à lits mélangés sont utilisés pour le polissage après l'osmose inverse ou des déioniseurs à lits séparés et permettent d'obtenir une qualité d'eau généralement comprise entre 1 et 0,055 µS/cm.
Lorsque l'eau d'alimentation passe successivement à travers un lit qui contient des résines échangeuses de cations ou d'anions, le processus est appelé échange d'ions à lits séparés.
L'eau passe successivement à travers le récipient d'échange de cations puis le récipient d'échange d'anions.
La résine à cations est utilisée sous la forme hydrogène et celle à anions sous la forme hydroxyde. En éliminant les impuretés, l'hydrogène et l'hydroxyde sont libérés des résines, après quoi ils se combinent pour former plus de molécules d'eau. Lorsque la résine est complètement chargée, la régénération chimique est nécessaire pour retirer les ions non désirés de la résine.
La régénération est réalisée en faisant passer un flux de solutions basiques et/ou acides à travers les lits de résine, éliminant ainsi les ions piégés sur la résine, afin de permettre un nouveau cycle d'échange d'ions.
