Un cycle complet
d'une colonne d'échange d'ions

En traitement d'eau

Le cycle d'une colonne d'échange ionique en traitement d'eau se compose des étapes suivantes :

1. Épuisement ou saturation (production)
2. Soulèvement
3. Régénération
4. Rinçage

L'image ci-dessus se rapporte à une régénération à co-courant.

Épuisement (saturation)

La solution à traiter passe à travers le lit de résine, en saturant cette dernière. Au moment où la quantité d'ions fixes atteint la capacité utile, c'est-à-dire au point de percement où la fuite atteint une valeur limite fixée à l'avance, on arrête la phase de production.

Soulèvement

On détasse alors la résine pendant un quart d'heure environ par un courant d'eau ascendant, ce qui permet aussi d'éliminer les particules qui ont pu se déposer à la surface du lit ainsi que les éventuels débris de résine. L'expansion du lit doit être de 50 à 100 % en volume. On laisse ensuite décanter le lit.

Nota : dans le cas d'une régénération à contre-courant le soulèvement n'est fait que tous les 20 à 50 cycles pour ne pas perturber l'agencement des couches de résine, ou lorsque la perte de charge augmente sensiblement.

Régénération

On introduit alors la solution régénérante, généralement concentrée, en la faisant percoler lentement. La durée de cette opération, ou temps de contact du régénérant, varie de 15 à 60 minutes. Les détails de la régénération se trouvent sur une page séparée.

Rinçage

Après la régénération, on rince le lit de résine en deux étapes :

1. Rinçage lent ou déplacement. On déplace le régénérant par de l'eau, à faible débit, jusqu'à ce que le lit de résine n'en contienne plus que des traces. Phase parfois appelée "poussage" en français.
2. Rinçage rapide final. Ensuite, on procède à un rinçage rapide à un débit plus élevé de façon à éliminer les dernières traces de régénérant. On mesure la concentration de ce dernier à la fin de l'opération et l'on commence le cycle suivant dès que la teneur résiduelle en régénérant a atteint une limite convenable. En déminéralisation d'eau, on mesure la conductivité électrolytique de l'effluent. Avec des résines en bon état, la durée de ce rinçage final est d'environ 20 minutes.

Rinçage en recyclage

Comme la salinité de l'eau sortant de l'installation au cours du rinçage final est le plus souvent inférieure à celle de l'eau brute, il est souvent préférable de recycler cette eau en tête de l'installation. Ceci diminue la charge ionique fixée sur les résines et réduit la consommation d'eau de service.

Applications spéciales

Dans de nombreuses applications en dehors du traitement d'eau, la solution à traiter doit être déplacée avant la régénération pour récupérer un maximum de solution traitée et éviter les pertes dans les eaux de rejet. Cette étape supplémentaire est généralement appelée "désucrage" car elle fut introduite initialement dans le traitement des jus sucrés. De façon analogue, une étape de "sucrage" doit être intercalée après la régénération et le rinçage de la résine pour éviter la dilution de la solution à traiter. Le processus complet de régénération comporte donc les étapes suivantes :

1. Soulèvement (facultatif) avec la solution à traiter
2. Désucrage : déplacement de la solution par de l'eau
3. Injection du régénérant
4. Déplacement du régénérant par de l'eau
5. Rinçage rapide final à l'eau
6. Sucrage : déplacement de l'eau de rinçage par la solution à traiter