Voda iz pipe pogosto vsebuje raztopljene soli, kot so natrij, kalcij, magnezij, klorid, nitrati in silicij. Te soli so sestavljene iz negativno nabitih ionov (AC) in pozitivno nabitih ionov (Cs). Reverzna osmoza lahko odstrani več kot 99 % teh ionov. Voda iz pipe vsebuje tudi sledi kovin, raztopljene pline (kot je CO2) in druge šibko ionizirane spojine (kot sta silicij in bor), ki jih je treba odstraniti pri industrijski obdelavi.
Prevodnost iztoka RO reverzne osmoze (napajalna voda EDI) je običajno 10⁻² μS/cm, z optimalno vrednostjo pod 6 μS/cm. Odvisno od posebnih zahtev lahko upornost ultračiste vode, proizvedene z EDI, doseže 15-18 MΩ·cm. Nezadostna kakovost vode lahko povzroči nepotrebno škodo na EDI in skrajša njegovo življenjsko dobo.
Reakcija izmenjave poteka v komori za razsoljevanje modula, kjer anionske izmenjevalne smole uporabljajo svoje hidroksidne ione (OH⁻) za izmenjavo za anione (kot so kloridni ioni, Cl⁻) v raztopljenih soli. Skladno s tem kationske izmenjevalne smole uporabljajo svoje vodikove ione (H⁺) za izmenjavo za katione (kot je Na⁺) v raztopljenih soli.
Tipičen sklad membran EDI je sestavljen iz več enot, stisnjenih med dve elektrodi. Vsaka enota vsebuje komoro za razsoljevanje in komoro za koncentrat. Komora za razsoljevanje je napolnjena z mešanico anionskih in kationskih izmenjevalnih smol, ki so nameščene med kationsko izmenjevalno membrano in anionsko izmenjevalno membrano.
Med anodo (+) in katodo (-) na obeh koncih modula deluje enosmerno električno polje. Ta potencial povzroči, da ioni, izmenjani na smoli, migrirajo vzdolž površine delcev smole in preidejo skozi membrano v komoro za koncentrat. Anoda privlači anione (kot so OH-, Cl-), ki gredo skozi anionsko izmenjevalno membrano v sosednjo komoro za koncentrat, vendar jih kationska izmenjevalna membrana blokira in tako ostanejo v komori za koncentrat. Katoda privlači katione (kot sta H+, Na+), ki gredo skozi kationsko izmenjevalno membrano v sosednjo komoro za koncentrat, vendar jih anionska izmenjevalna membrana blokira in tako ostanejo v komori za koncentrat. Ko voda teče skozi ti dve vzporedni komori, se ioni odstranijo iz komore za razsoljevanje in se kopičijo v sosednji komori za koncentrat, kjer jih vodni tok nato odnese iz modula. Enosmerna napetost, uporabljena preko membranskega sklada, ne samo poganja migracijo ionov, ampak tudi disociira vodne molekule, pri čemer nastanejo velike količine H+ in OH-. Ti H+ in OH- ioni migrirajo pod vplivom električnega polja, regenerirajo deaktivirane kationske in anionske izmenjevalne smole, s čimer se doseže neprekinjena elektrokemična regeneracija smol brez potrebe po zunanjih kemikalijah. V tipičnem sistemu EDI približno 5%-10% napajalne vode vstopi v komoro za koncentrat. Koncentrat kroži črpalka z visokim pretokom, kar pomaga izboljšati učinkovitost razsoljevanja, spodbuja mešanje vode in zmanjša tveganje za nastanek vodnega kamna. Koncentrirani ioni se izpraznijo iz sistema z izpustom dela koncentrata.
Za stabilno in učinkovito delovanje sistema EDI je potrebna ustrezna predobdelava napajalne vode (kot je reverzna osmoza) za nadzor njene prevodnosti, trdote, vsebnosti organskih snovi in suspendiranih trdnih snovi. Nečistoče v napajalni vodi pomembno vplivajo na deionizacijski modul in lahko skrajšajo njegovo življenjsko dobo.
