Woda z kranu często zawiera rozpuszczone sole, takie jak sód, wapń, magnez, chlorek, azotany i krzem. Sole te składają się z jonów naładowanych ujemnie (AC) i jonów naładowanych dodatnio (C). Odwrócona osmoza może usunąć ponad 99% tych jonów. Woda z kranu zawiera również metale śladowe, rozpuszczone gazy (takie jak CO2) i inne słabo zjonizowane związki (takie jak krzem i bor), które należy usunąć w procesie oczyszczania przemysłowego.
Przewodność ścieków z odwróconej osmozy RO (woda zasilająca EDI) wynosi zazwyczaj 10⁻² μS/cm, a optymalna wartość wynosi poniżej 6 μS/cm. W zależności od konkretnych wymagań, rezystywność ultraczystej wody wytwarzanej przez EDI może sięgać 15-18 MΩ·cm. Niewystarczająca jakość wody może spowodować niepotrzebne uszkodzenie EDI i skrócić jego żywotność.
Reakcja wymiany zachodzi w komorze odsalania modułu, gdzie żywice anionowymienne wykorzystują jony wodorotlenkowe (OH⁻) do wymiany na aniony (takie jak jony chlorkowe, Cl⁻) w rozpuszczonych solach. Odpowiednio żywice kationowymienne wykorzystują jony wodorowe (H⁺) do wymiany na kationy (takie jak Na⁺) w rozpuszczonych solach.
Typowy stos membran EDI składa się z wielu jednostek umieszczonych pomiędzy dwiema elektrodami. Każde urządzenie zawiera komorę odsalania i komorę koncentratu. Komora odsalania wypełniona jest mieszaniną żywic anionowymiennych i kationowymiennych, które są umieszczone pomiędzy membraną kationowymienną a membraną anionowymienną.
Pole elektryczne prądu stałego jest przykładane pomiędzy anodą (+) i katodą (-) na obu końcach modułu. Potencjał ten powoduje, że jony wymieniane na żywicy migrują wzdłuż powierzchni cząstek żywicy i przechodzą przez membranę do komory koncentratu. Anoda przyciąga aniony (takie jak OH-, Cl-), które przechodzą przez membranę anionowymienną do sąsiedniej komory koncentratu, ale są blokowane przez membranę kationowymienną, pozostając w ten sposób w komorze koncentratu. Katoda przyciąga kationy (takie jak H+, Na+), które przechodzą przez membranę kationowymienną do sąsiedniej komory koncentratu, ale są blokowane przez membranę anionowymienną, pozostając w ten sposób w komorze koncentratu. Gdy woda przepływa przez te dwie równoległe komory, jony są usuwane z komory odsalania i gromadzą się w sąsiedniej komorze koncentratu, skąd są następnie odprowadzane z modułu przez strumień wody. Napięcie prądu stałego przyłożone do stosu membran nie tylko napędza migrację jonów, ale także dysocjuje cząsteczki wody, wytwarzając duże ilości H+ i OH-. Jony H+ i OH- migrują pod wpływem pola elektrycznego, regenerując odpowiednio dezaktywowane żywice kationowymienne i anionowymienne, osiągając w ten sposób ciągłą regenerację elektrochemiczną żywic bez konieczności stosowania zewnętrznych środków chemicznych. W typowym systemie EDI około 5% -10% wody zasilającej dostaje się do komory koncentratu. Koncentrat rozprowadzany jest za pomocą pompy z dużą szybkością przepływu, co pomaga poprawić skuteczność odsalania, ułatwia mieszanie wody i zmniejsza ryzyko tworzenia się kamienia. Stężone jony usuwane są z układu poprzez wypuszczenie części koncentratu.
Aby zapewnić stabilną i wydajną pracę systemu EDI, konieczna jest odpowiednia obróbka wstępna wody zasilającej (taka jak odwrócona osmoza) w celu kontrolowania jej przewodności, twardości, materii organicznej i zawartości zawiesin. Zanieczyszczenia w wodzie zasilającej mają znaczący wpływ na moduł dejonizacyjny i mogą skrócić jego żywotność.
