理論上講，離子交換是一種可逆過(guò)程。大多數(shù)離子交換劑可以再生，即分別用適當(dāng)?shù)膹?qiáng)酸(如HNO3)和堿(如NaOH)置換陽(yáng)離子交換劑和陰離子交換劑上鍵合的污染離子，從而恢復(fù)離子交換劑原來(lái)的化學(xué)狀態(tài)。通過(guò)再生可以延長(zhǎng)離子交換劑的壽命，節(jié)省購(gòu)買(mǎi)新交換劑和處置廢交換劑的費(fèi)用。

值得注意的是，離子交換劑不能完全再生，典型的離子交換劑的再生回復(fù)率為90%。所以，即使在最佳的再生條件下，離子交換劑的壽命也是有限的。

通常，再生操作在單獨(dú)的容器中進(jìn)行。混床系統(tǒng)一般需要用水力分離法將陽(yáng)樹(shù)脂與陰樹(shù)脂分開(kāi)，如將酸性和堿性再生劑引入混床，則它們?cè)趯?duì)樹(shù)脂再生之前就會(huì)中和。利用陽(yáng)樹(shù)脂與陰樹(shù)脂一定的密度差異，在交換柱內(nèi)緩緩地反洗，可以實(shí)現(xiàn)陽(yáng)樹(shù)脂與陰樹(shù)脂的水力分離。隨后將兩種樹(shù)脂分別排入各自的容器，分別進(jìn)行再生。也可以在陰、陽(yáng)離子交換劑的界面處分別注入兩種再生液，其中一種再生液向上流動(dòng)，從交換柱頂部排出，另一種再生液向下流動(dòng)，從交換柱底部排出。再生完畢后將兩種離子機(jī)交換劑重新混合。

對(duì)于放射性廢水的處理，許多國(guó)家不采取離子交換劑再生的做法，因?yàn)椴捎脻馑帷�濃堿的再生操作比較困難，費(fèi)用也較高。而且，設(shè)備本身也較復(fù)雜，需要存放樹(shù)脂再生用試劑的槽罐及相應(yīng)的閥門(mén)、管線和泵。考慮到再生操作的費(fèi)效比，一般采用一次性離子交換的方式。然而，對(duì)于更換離子交換劑更加昂貴的情況，還需進(jìn)行再生操作。在一些核電站的非放水處理系統(tǒng)(如二回路鍋爐給水和去離子水制備)，水處理量很大，所用的離子交換劑量也很大，還是需要樹(shù)脂的再生操作。