חילופי יונים נמצאים בשימוש נרחב לטיפול במים הן במערכות טיפול במים תעשייתיים והן בעיריות. התהליך מעניק יתרונות רבים על פני שיטות טיפול אחרות. זה ידידותי לסביבה, יכול לספק קצב זרימה גבוה של מים מטופלים ובעל עלות תחזוקה נמוכה. לצד היתרונות הללו, ישנם חסרונות מסוימים הקשורים להחלפת יונים, כגון עכירות של סידן גופרתי, ברזל עכירות, ספיחה של חומר אורגני, זיהום אורגני מהשרף, זיהום חיידקי וכלור נְגִיעוּת.
התחדש הנפוץ ביותר (כימיקל המשמש להטענת השרף) המשמש לשרף קטיון הוא חומצה גופרתית. כמה מים קשים במיוחד מכילים כמויות גבוהות של סידן, וכאשר סידן זה מגיב עם חומצת הגופרית המתחדשת, הוא יוצר סידן גופרתי כמשקע במהלך תהליך ההתחדשות. משקע זה יכול להטעות את חרוזי השרף ויכול לחסום את הצינורות בכלי.
במי הזנה מקידוחי המים התת קרקעיים יש ברזל מסיס בצורת יון ברזלי. כמויות קטנות של ברזל זה מוסרות על ידי מרככי חילופי היונים, אך אם מי הזנה אלו באים במגע עם אוויר לפני הטיפול, היונים הברזלים מומרים ליוני ברזל. יוני הברזל הללו מזרזים כהידרוקסיד הברזל לאחר תגובה עם מים. תרכובת זו יכולה לסתום את חרוזי השרף ולהשפיע על יעילות השרף. זה יכול אפילו לגרום לכישלון של עמוד המרכך.
מי הזנה מהאגמים והנהרות מכילים בדרך כלל כמויות גבוהות של חומר אורגני מומס. הצבע הצהוב או החום של מי הזנה אלה נובע מהצמחייה הנרקבת וחומרים אורגניים אחרים הקיימים בהם. חומרים אורגניים אלה עשויים להיספג לצמיתות בתוך חרוזי השרף, וכתוצאה מכך יעילות שרף מופחתת. איכות המים המטופלת מושפלת אפוא. ניתן להסיר את המזהמים האורגניים הללו לפני הטיפול בשרף על ידי טיפול במי ההזנה באלום כדי לזרז את החומר האורגני.
שרף חילופי היונים עצמו יכול לפעמים להפוך למקור לזיהום אורגני. בשרף חילופי היונים החדש לעיתים קרובות נותרו אלמנטים אורגניים בחרוזי השרף לאחר הייצור. ניתן לטפל בזיהום כזה של השרף על ידי העברת המים המטופלים דרך מפעל לטיפול בסינון אולטרה.
שרפי חילופי יונים אינם מסירים מיקרואורגניזמים כמו חיידקים ממי הזנה אלא לעיתים מסייעים בגידול החיידקים. ערוגות השרף עשויות לצבור חומר אורגני המשמש כמקור מזין להמשך צמיחת חיידקים. כאשר נדרשים מים סטריליים לאחר הטיפול, יש לטפל במים הממוזערים המופקים על ידי מפעל הטיפול בחילופי יונים באמצעות חום, הקרנה אולטרה סגולה או סינון עדין מאוד. ניתן לטפל במיטות שרף להחלפת יונים גם בחומרי חיטוי כגון פורמלדהיד, אך לא באמצעות חום או כלור, מכיוון שהן יפגעו בשרף.