Azotany (NO₃⁻) to jony azotu, które naturalnie występują w środowisku, ale ich nadmiar w wodzie pitnej może stanowić zagrożenie zdrowotne. Główne źródła zanieczyszczeń azotanami to nawozy rolnicze oraz nieszczelne systemy kanalizacyjne. Azotany w wodzie mogą prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych, szczególnie u niemowląt i małych dzieci. Norma dla wody pitnej w Polsce wynosi maksymalnie 50 mg/l azotanów.

Jedną z najpopularniejszych metod usuwania azotanów z wody jest wymiana jonowa. Proces polega na przepuszczeniu wody przez złoże żywicy jonowymiennej, która selektywnie wychwytuje jony azotanowe (NO₃⁻) i inne zanieczyszczenia. Wymiana tych jonów na nieszkodliwe jony chlorkowe (Cl⁻) odbywa się poprzez proces, w którym jony azotanowe są usuwane z wody, a w ich miejsce woda dostaje jony chlorkowe.

Złoża żywicy jonowymiennej mają zdolność do selektywnego usuwania jonów na podstawie ich ładunku i wielkości. Po pewnym czasie, żywica ulega nasyceniu i musi być regenerowana. Proces regeneracji polega na przepuszczeniu przez złoże roztworu soli (NaCl), który wymienia jony chlorkowe na jony azotanowe, przywracając zdolność żywicy do dalszej pracy.