Der Ionenaustausch wird häufig zur Wasseraufbereitung in industriellen und kommunalen Wasseraufbereitungssystemen eingesetzt. Das Verfahren bietet viele Vorteile gegenüber anderen Behandlungsmethoden. Es ist umweltfreundlich, kann eine hohe Durchflussrate des aufbereiteten Wassers bereitstellen und hat niedrige Wartungskosten. Neben diesen Vorteilen sind mit dem Ionenaustausch bestimmte Nachteile verbunden, wie z. B. Calciumsulfat-Fouling, Eisen Fouling, Adsorption von organischem Material, organische Kontamination aus dem Harz, bakterielle Kontamination und Chlor Kontamination.
Das gebräuchlichste Regeneriermittel (Chemikalie zum Wiederaufladen des Harzes) für Kationenharze ist Schwefelsäure. Einige extrem hartes Wasser enthält hohe Mengen an Calcium, und wenn dieses Calcium mit der regenerierenden Schwefelsäure reagiert, bildet es während des Regenerationsprozesses Calciumsulfat als Niederschlag. Dieser Niederschlag kann die Harzkügelchen verschmutzen und die Rohre im Behälter verstopfen.
Speisewasser aus den unterirdischen Wasserbohrungen enthält lösliches Eisen in Form von Eisenionen. Kleine Mengen dieses Eisens werden durch die Ionenaustauscher-Enthärter entfernt, aber wenn dieses Speisewasser vor der Behandlung mit Luft in Kontakt kommt, werden die Eisen(II)-Ionen in Eisen(III)-Ionen umgewandelt. Diese Eisen(III)-Ionen fallen nach der Reaktion mit Wasser als Eisen(III)-hydroxid aus. Diese Verbindung kann die Harzkügelchen verstopfen und die Harzeffizienz beeinträchtigen. Dies kann sogar zum Ausfall der Weichmachersäule führen.
Speisewasser aus Seen und Flüssen enthält in der Regel hohe Mengen an gelöster organischer Substanz. Die gelbe oder braune Farbe dieses Speisewassers ist auf die verrottete Vegetation und andere darin enthaltene organische Stoffe zurückzuführen. Diese organischen Substanzen können dauerhaft in den Harzkügelchen adsorbiert werden, was zu einer verringerten Harzeffizienz führt. Die Qualität des behandelten Wassers wird dadurch verschlechtert. Diese organischen Verunreinigungen können vor der Behandlung mit Harz entfernt werden, indem das Speisewasser mit Alaun behandelt wird, um das organische Material auszufällen.
Das Ionenaustauscherharz selbst kann manchmal zur Quelle organischer Verunreinigungen werden. Das neue Ionenaustauscherharz weist oft nach der Herstellung organische Elemente in den Harzkügelchen auf. Eine solche Verunreinigung des Harzes kann behandelt werden, indem das behandelte Wasser durch eine Ultrafiltrationsbehandlungsanlage geleitet wird.
Ionenaustauscherharze entfernen Mikroorganismen wie Bakterien nicht aus dem Speisewasser, unterstützen aber manchmal das Bakterienwachstum. Die Harzbetten können organisches Material ansammeln, das als Nährstoffquelle für das fortgesetzte Wachstum von Bakterien dient. Wenn nach der Behandlung steriles Wasser benötigt wird, sollte das von der Ionenaustauscher-Behandlungsanlage erzeugte entmineralisierte Wasser durch Hitze, UV-Bestrahlung oder Feinstfiltration behandelt werden. Ionenaustauscherharzbetten können auch mit Desinfektionsmitteln wie Formaldehyd behandelt werden, jedoch nicht mit Hitze oder Chlor, da diese das Harz beschädigen.