在废水处理中、单层固定床离子交换装置是最常用、最基本的一种形式。下面将主要介绍这种装置。在固定床装置中，离子交换树脂装填在离子交换器内、形成一定高度。在整个操作过程中，树脂本身都固定在容器内而不往外输送。
用于废水处理的离子交换系统一般包括：预处理设备(一般采用砂滤器，用于去除悬浮物，防止离子交换树脂受污染和交换床堵塞)、离子交换器和再生附属设备(再生液配制设备)。
常用的固定床离子交换器见图1所示。
离子交换的运行操作包括四个步骤：交换、反洗、再生、清洗。
离子交换法在废水处理中的应用
电镀含铬废水的处理
生产实践表明：在电镀车间铬镀槽的洗涤水闭路循环系统中采用离子交换法分离、回收铬酸是有效的。采用的阳离子交换剂是732强酸性树脂，阴离子交换剂是710大孔型弱碱性树脂。铬镀槽洗涤水闭路循环系统的流程如图2 所示。
铬镀槽洗涤水的主要杂质是铬酸，也含有一些其他的阴、阳离子和不溶解杂质。从洗涤水中除铬酸主要是去除铬酸根，只要用阴离子交换柱就行了。但为了保证回收铬酸的纯度，从漂洗槽流来的水需先经过阳离子交换柱，然后流过阴离子交换柱。同理，阴离子交换剂再生前最好被铬酸根离子所饱和，即它的全部可交换氢氧根离子都被铬酸根离子所置换，以使它不含其他阴离子。这样，在阴离子交换柱工作的后期就不能保证出水水质符合漂洗槽进水的要求;为了保证出水水质，在工作后期，从阴离子交换柱流出水，要再流过另一个阴离子交换柱，在流程图(图2)中用虚线箭头表示。
饱和的离子交换剂再生所需要的时间比较长，而洗涤水流量又比较大，因而阳离子交换柱也设置两个，以便当一组交换柱因饱和而进行再生时，另一组交换柱可以维持工作的连续进行。
阴离子交换剂被铬酸根所饱和后用氢氧化钠溶液再生，洗脱树脂上的铬酸根，使它恢复为氢氧型阴离子交换剂，再生排出的氢氧化钠和铬酸钠混合溶液、流过阳离子交换柱时转化为很纯的铬酸溶液。
被钠或其他金属离子所饱和的阳离子交换剂用稀盐酸再生，恢复为氢型的阳离子交换剂。再生排出的废液为酸性的氯化物溶液，中和后排放沟道：废液有时含有重金属离子(虽然含量很低)，应当回收重金属离子后再排放、这是需要进一步研究解决的。
离子交换法处理含汞废水
日本和瑞士的氯碱厂采用阴离子交换树脂和整合树脂处理含汞(氯化汞络合离子)废水。进水的pH先调整到6～8之间，并用化学品破坏水中氧化物(即调整氧化还原电势)，然后用活性炭滤池过滤，活性炭滤池同时有去除一部分汞和进一步破坏氧化物的作用。然后，将经过预处理的废水通过阴离子交换柱，汞含量下降到0.1～0.2Mg/L;再通过螯合树脂，汞含量可进一步降低到 0. 002 mg/L。
表1是离子交换法在废水处理方面的某些应用。
