阳床（阳离子交换床）：阳床内装填强酸性阳离子交换树脂，其活性基团上的可交换离子为氢离子（H⁺） 。当含有各种阳离子（如 Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺等）的原水通过阳床时，阳离子与树脂上的氢离子发生交换反应。例如，水中的钙离子（Ca²⁺）与树脂上的两个氢离子进行交换，反应式为：Ca²⁺ + 2RH（树脂）→ R₂Ca + 2H⁺，从而将水中的阳离子去除，使出水呈酸性。

阴床（阴离子交换床）：阴床装填强碱性阴离子交换树脂，活性基团上的可交换离子为氢氧根离子（OH⁻）。当经过阳床处理后的水进入阴床，水中的阴离子（如 Cl⁻、SO₄²⁻、HCO₃⁻等）与树脂上的氢氧根离子发生交换。以氯离子（Cl⁻）为例，反应式为：Cl⁻ + ROH（树脂）→ RCl + OH⁻ ，去除水中的阴离子，使出水呈碱性。

混床（混合离子交换床）：混床将强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂按一定比例均匀混合装填在同一个交换器内。当水通过混床时，水中的阳离子与阳离子交换树脂上的氢离子交换，阴离子与阴离子交换树脂上的氢氧根离子交换，并且交换产生的氢离子和氢氧根离子结合生成水。这一过程相当于无数个阳床和阴床串联在一起同时工作，能更深度地去除水中的离子杂质，使出水水质达到极高的纯度，近乎中性。

阳床和阴床：结构相对简单，为单一类型树脂装填。阳床装填阳离子交换树脂，阴床装填阴离子交换树脂，树脂在交换器内呈分层分布，便于进行离子交换和再生操作。

混床：结构较为特殊，需要将阴阳两种树脂均匀混合装填在同一交换器内。为了保证混合效果，在设备设计上需要考虑树脂的混合、分离以及再生时的酸碱分配等问题，通常会配备专门的搅拌装置或反洗装置来实现树脂的混合与分离。

出水水质：阳床出水呈酸性，因为去除阳离子的同时释放了氢离子；阴床出水呈碱性，是由于去除阴离子时释放了氢氧根离子；混床出水近乎中性，其能同时去除阴阳离子，将水中的离子含量降低到极低水平，水质纯度远高于阳床和阴床单独处理后的水质。

交换容量：阳床和阴床的交换容量相对较低，因为它们各自只针对阳离子或阴离子进行交换。混床的交换容量相对较高，由于阴阳树脂同时工作，对水中各种离子的去除能力更强，能够在单位时间内处理更多离子杂质。

阳床再生：需要使用强酸（如盐酸、硫酸）进行再生。再生时，将酸液通过阳床，使树脂上吸附的阳离子被氢离子置换下来，恢复树脂的交换能力。

阴床再生：采用强碱（如氢氧化钠）进行再生。碱液通过阴床，将树脂上吸附的阴离子被氢氧根离子置换，实现树脂的再生。

混床再生：较为复杂，首先需要通过反洗将阴阳树脂分离，利用阴阳树脂的密度差异，使阳离子交换树脂下沉，阴离子交换树脂上浮，实现分层。然后分别对阴阳树脂进行酸碱再生，再生后再将它们混合均匀，恢复混床的工作能力。

阳床的应用：在半导体生产用水的制备过程中，阳床首先对经过预处理和反渗透的水进行阳离子去除。它能有效去除水中的钙、镁离子，防止这些离子在后续工艺中与其他物质发生反应，形成不溶性沉淀，影响芯片表面的平整度和电路的稳定性。同时，去除钠离子等对半导体材料电学性能有潜在影响的阳离子，保障半导体器件的性能不受干扰。

阴床的应用：阴床紧接阳床之后工作，去除水中的阴离子。氯离子、硫酸根离子等阴离子若残留在超纯水中，会腐蚀半导体生产设备，并且可能导致芯片的短路等问题。阴床通过离子交换，将这些有害阴离子去除，确保进入后续工艺的水质符合半导体生产的严格要求。

混床的应用：混床在半导体行业超纯水制备中处于核心地位。它对经过阳床和阴床处理后的水进行深度除盐，进一步降低水中的离子含量，使水质达到半导体生产所需的极高纯度标准。在芯片光刻、蚀刻等精密工艺中，需要电阻率极高、离子含量极低的超纯水，混床能够满足这一需求，保证芯片制造过程的精度和可靠性，提高芯片的良品率。