آب لوله کشی اغلب حاوی نمک های محلول مانند سدیم، کلسیم، منیزیم، کلرید، نیترات و سیلیکون است. این نمک ها از یون های با بار منفی (ACs) و یون های با بار مثبت (Cs) تشکیل شده اند. اسمز معکوس می تواند بیش از 99 درصد از این یون ها را حذف کند. آب لوله کشی همچنین حاوی فلزات کمیاب، گازهای محلول (مانند CO2) و سایر ترکیبات ضعیف یونیزه شده (مانند سیلیکون و بور) است که باید در تصفیه صنعتی حذف شوند.
رسانایی پساب اسمز معکوس RO (آب خوراک EDI) معمولاً 10-2 μS/cm با مقدار بهینه زیر 6 μS/cm است. بسته به نیازهای خاص، مقاومت آب فوق خالص تولید شده توسط EDI می تواند به 15-18 MΩ·cm برسد. کیفیت ناکافی آب می تواند باعث آسیب غیر ضروری به EDI و کاهش طول عمر آن شود.
واکنش تبادل در محفظه نمکزدایی مدول انجام میشود، جایی که رزینهای تبادل آنیونی از یونهای هیدروکسید خود (OH-) برای تبادل آنیونها (مانند یونهای کلرید، Cl-) در نمکهای محلول استفاده میکنند. به همین ترتیب، رزینهای تبادل کاتیونی از یونهای هیدروژن خود (H+) برای تبادل کاتیونها (مانند Na+) در نمکهای محلول استفاده میکنند.
یک پشته غشایی EDI معمولی شامل چندین واحد است که بین دو الکترود قرار گرفته اند. هر واحد شامل یک محفظه نمک زدایی و یک محفظه کنسانتره است. محفظه نمک زدایی با مخلوطی از رزین های تبادل آنیونی و کاتیونی پر شده است که بین غشای تبادل کاتیونی و غشای تبادل آنیونی قرار گرفته اند.
یک میدان الکتریکی DC بین آند (+) و کاتد (-) در هر دو انتهای ماژول اعمال میشود. این پتانسیل باعث می شود یون های مبادله شده روی رزین در امتداد سطح ذرات رزین مهاجرت کرده و از غشا به داخل محفظه کنسانتره عبور کنند. آند آنیونها را جذب میکند (مانند OH-، Cl-) که از غشای تبادل آنیونی به محفظه کنسانتره مجاور عبور میکنند اما توسط غشای تبادل کاتیونی مسدود میشوند و در نتیجه در محفظه کنسانتره باقی میمانند. کاتد کاتیون ها (مانند H+, Na+) را جذب می کند که از غشای تبادل کاتیونی به محفظه کنسانتره مجاور عبور می کنند اما توسط غشای تبادل آنیون مسدود می شوند و در نتیجه در محفظه کنسانتره باقی می مانند. همانطور که آب از میان این دو محفظه موازی جریان می یابد، یون ها از محفظه نمک زدایی خارج می شوند و در محفظه کنسانتره مجاور تجمع می یابند، جایی که سپس توسط جریان آب از ماژول دور می شوند. ولتاژ DC اعمال شده بر روی پشته غشاء نه تنها مهاجرت یون ها را تحریک می کند، بلکه مولکول های آب را نیز جدا می کند و مقادیر زیادی H+ و OH تولید می کند. این یونهای H+ و OH- تحت تأثیر میدان الکتریکی مهاجرت میکنند و به ترتیب رزینهای تبادل کاتیونی غیرفعال و رزینهای تبادل آنیونی را بازسازی میکنند، بنابراین به بازسازی مداوم الکتروشیمیایی رزینها بدون نیاز به مواد شیمیایی خارجی دست مییابند. در یک سیستم EDI معمولی، تقریباً 10-5 درصد آب تغذیه وارد محفظه کنسانتره می شود. کنسانتره توسط یک پمپ با سرعت جریان بالا به گردش در میآید که به بهبود راندمان نمکزدایی کمک میکند، اختلاط آب را تقویت میکند و خطر جرمگیری را کاهش میدهد. یون های غلیظ با تخلیه بخشی از کنسانتره از سیستم خارج می شوند.
برای عملکرد پایدار و کارآمد سیستم EDI، پیش تصفیه مناسب آب خوراک (مانند اسمز معکوس) برای کنترل رسانایی، سختی، مواد آلی و محتوای جامدات معلق آن ضروری است. ناخالصی های موجود در آب تغذیه تاثیر قابل توجهی بر ماژول دییونیزاسیون دارد و ممکن است طول عمر آن را کاهش دهد.
