原水通过阳离子交换剂时，水中的阳离子如Ca^2＋、Mg^2＋、K^＋、Na^＋等被交换剂所吸附，而交换剂上可以交换的H^＋被置换到水中，并且和水中的阴离子生成相应的无机酸。其反应如下式：

当含有无机酸的水，通过阴离子交换剂时，水中的阴离子如SO^2－₄、Cl^－、HCO^－₃等被交换剂所吸附，而交换剂上的可交换离子OH^－被置换于水中，并和水中的H^＋结合成为H₂O。其反应如下式：

经过上述阴、阳离子交换器处理的水，水中的盐分被除去，此即为一级复床的除盐处理。一级复床除盐的处理过程，通常是由强酸性H型离子交换器、除碳器以及强碱性OH型离子交换器组成的，如图3－3－1所示。

1—强酸性H型离子交换器；2—除碳器；

3—强碱性OH型离子交换器

在一级复床除盐系统中，一般在阴离子交换器前面设有除碳器，以去除水中CO₂（即去除HCO^－₃），减轻阴离子交换器的负担。通常出水水质可达到：硬度约0_μmol/L，SiO₂≤100μg/L，电导率≤5～10μS/cm。如需进一步纯化水质需再经过二级（如混合床）除盐处理。