Kranvatten innehåller ofta lösta salter som natrium, kalcium, magnesium, klorid, nitrater och kisel. Dessa salter är sammansatta av negativt laddade joner (ACs) och positivt laddade joner (Cs). Omvänd osmos kan ta bort mer än 99 % av dessa joner. Kranvatten innehåller även spårmetaller, lösta gaser (som CO2) och andra svagt joniserade föreningar (som kisel och bor) som måste avlägsnas vid industriell behandling.
Konduktiviteten för RO-omvänd osmosavlopp (EDI-matarvatten) är typiskt 10⁻² μS/cm, med ett optimalt värde under 6 μS/cm. Beroende på de specifika kraven kan resistiviteten hos ultrarent vatten som produceras av EDI nå 15-18 MΩ·cm. Otillräcklig vattenkvalitet kan orsaka onödig skada på EDI och förkorta dess livslängd.
Utbytesreaktionen äger rum i modulens avsaltningskammare, där anjonbytarhartser använder sina hydroxidjoner (OH⁻) för att byta mot anjoner (såsom kloridjoner, Cl⁻) i de lösta salterna. På motsvarande sätt använder katjonbytarhartser sina vätejoner (H+) för att byta mot katjoner (såsom Na+) i de lösta salterna.
En typisk EDI-membranstapel består av flera enheter placerade mellan två elektroder. Varje enhet innehåller en avsaltningskammare och en koncentratkammare. Avsaltningskammaren är fylld med en blandning av anjon- och katjonbytarhartser, som är placerade mellan katjonbytarmembranet och anjonbytarmembranet.
Ett elektriskt likströmsfält appliceras mellan anoden (+) och katoden (-) i båda ändarna av modulen. Denna potential gör att jonerna som utbyts på hartset migrerar längs ytan av hartspartiklarna och passerar genom membranet in i koncentratkammaren. Anoden drar till sig anjoner (såsom OH-, Cl-), som passerar genom anjonbytarmembranet in i den intilliggande koncentratkammaren men blockeras av katjonbytarmembranet och blir kvar i koncentratkammaren. Katoden attraherar katjoner (såsom H+, Na+), som passerar genom katjonbytarmembranet in i den intilliggande koncentratkammaren men blockeras av anjonbytarmembranet och blir kvar i koncentratkammaren. När vatten strömmar genom dessa två parallella kammare, avlägsnas joner från avsaltningskammaren och ackumuleras i den intilliggande koncentratkammaren, där de sedan förs bort från modulen av vattenflödet. DC-spänningen som appliceras över membranstapeln driver inte bara jonmigrering utan dissocierar också vattenmolekyler, vilket genererar stora mängder H+ och OH-. Dessa H+- och OH-joner migrerar under påverkan av ett elektriskt fält och regenererar deaktiverade katjonbytarhartser respektive anjonbytarhartser, vilket på så sätt uppnår kontinuerlig elektrokemisk regenerering av hartserna utan behov av externa kemikalier. I ett typiskt EDI-system kommer cirka 5%-10% av matarvattnet in i koncentratkammaren. Koncentratet cirkuleras av en pump med hög flödeshastighet, vilket bidrar till att förbättra avsaltningseffektiviteten, främjar vattenblandning och minskar risken för avlagringar. Koncentrerade joner släpps ut från systemet genom att släppa ut en del av koncentratet.
För stabil och effektiv drift av EDI-systemet är lämplig förbehandling av matarvattnet (såsom omvänd osmos) nödvändig för att kontrollera dess ledningsförmåga, hårdhet, organiskt material och innehåll av suspenderade partiklar. Föroreningar i matarvattnet har en betydande inverkan på avjoniseringsmodulen och kan förkorta dess livslängd.
