离子交换软化是将水通过阳离子树脂时，使水中的硬度成分钙、镁离子与树脂中的阳离子相交换，从而使水中的钙、镁离子浓度降低，使水得到软化。该技术适用于处理低矿化度（＜７ ０００ｍｇ／Ｌ）、低硬度（＜３００ｍｇ／Ｌ）、低含硅（＜１５０ｍｇ／Ｌ）的采出水作为注汽锅炉给水。
在美国、加拿大等一些国家已成功应用该技术２０多年。我国从１９８８年以来先后在胜利油田、辽河油田、新疆油田进行了废水回用试验研究。胜利油田借鉴美国、加拿大废水回用的成功经验和先进技术，于１９９９年１２月建成投产了国内第一座油井采出水回用于热采锅炉的大型泵站乐安废水深度处理站，处理规模为１５ ０００ｍ３／ｄ稠油废水。辽河油田２００２年以来，共建成９座稠油废水深度处理站，处理废水１１．９万ｍ３／ｄ，处理后废水总硬度＜０．００２ｍｇ／Ｌ、ＳＳ＜１ｍｇ／Ｌ、含油量＜１ｍｇ／Ｌ、ＳｉＯ２＜０．０２ｍｇ／Ｌ，达到锅炉用水要求，回用热采锅炉。