Vandentiekio vandenyje dažnai yra ištirpusių druskų, tokių kaip natris, kalcis, magnis, chloridas, nitratai ir silicis. Šios druskos susideda iš neigiamo krūvio jonų (AC) ir teigiamai įkrautų jonų (Cs). Atvirkštinis osmosas gali pašalinti daugiau nei 99% šių jonų. Vandentiekio vandenyje taip pat yra metalų pėdsakų, ištirpusių dujų (pvz., CO2) ir kitų silpnai jonizuotų junginių (pvz., silicio ir boro), kurie turi būti pašalinti pramoninio apdorojimo metu.
RO atvirkštinio osmoso nuotekų (EDI tiekiamo vandens) laidumas paprastai yra 10⁻² μS/cm, o optimali vertė mažesnė nei 6 μS/cm. Priklausomai nuo specifinių reikalavimų, itin gryno vandens, pagaminto EDI, varža gali siekti 15-18 MΩ·cm. Nepakankama vandens kokybė gali be reikalo sugadinti EDI ir sutrumpinti jo tarnavimo laiką.
Mainų reakcija vyksta modulio gėlinimo kameroje, kur anijonų mainų dervos naudoja savo hidroksido jonus (OH⁻), kad pakeistų anijonus (pvz., chlorido jonus, Cl⁻) ištirpusiose druskose. Atitinkamai, katijonų mainų dervos naudoja savo vandenilio jonus (H⁺), kad pakeistų katijonus (pvz., Na⁺) ištirpusiose druskose.
Įprastą EDI membranų krūvą sudaro keli vienetai, įterpti tarp dviejų elektrodų. Kiekviename bloke yra gėlinimo kamera ir koncentrato kamera. Gėlinimo kamera užpildyta anijonų ir katijonų mainų dervų mišiniu, kurie yra tarp katijonų mainų membranos ir anijonų mainų membranos.
Nuolatinis elektrinis laukas veikia tarp anodo (+) ir katodo (-) abiejuose modulio galuose. Dėl šio potencialo jonai, apsikeitę ant dervos, migruoja išilgai dervos dalelių paviršiaus ir pereina per membraną į koncentrato kamerą. Anodas pritraukia anijonus (pvz., OH-, Cl-), kurie per anijonų mainų membraną patenka į gretimą koncentrato kamerą, tačiau yra užblokuoti katijonų mainų membranos, todėl lieka koncentrato kameroje. Katodas pritraukia katijonus (pavyzdžiui, H+, Na+), kurie per katijonų mainų membraną patenka į gretimą koncentrato kamerą, tačiau yra užblokuoti anijonų mainų membranos, todėl lieka koncentrato kameroje. Kai vanduo teka per šias dvi lygiagrečias kameras, jonai pašalinami iš gėlinimo kameros ir kaupiasi gretimoje koncentrato kameroje, kur vandens srautas juos nuneša iš modulio. Nuolatinė įtampa, taikoma membranos kaminui, ne tik skatina jonų migraciją, bet ir atskiria vandens molekules, generuodama didelius H+ ir OH- kiekius. Šie H+ ir OH- jonai migruoja veikiami elektrinio lauko, atitinkamai regeneruodami deaktyvuotas katijonų mainų ir anijonų mainų dervas, taip pasiekiamas nuolatinis elektrocheminis dervų regeneravimas, nereikalaujant išorinių cheminių medžiagų. Įprastoje EDI sistemoje maždaug 5–10 % tiekiamo vandens patenka į koncentrato kamerą. Koncentratas cirkuliuoja siurbliu dideliu srautu, o tai padeda pagerinti gėlinimo efektyvumą, skatina vandens maišymąsi ir sumažina apnašų susidarymo riziką. Koncentruoti jonai išleidžiami iš sistemos, išleidžiant dalį koncentrato.
Kad EDI sistema veiktų stabiliai ir efektyviai, būtinas tinkamas pirminis tiekiamo vandens apdorojimas (pvz., atvirkštinis osmosas), kad būtų galima kontroliuoti jo laidumą, kietumą, organines medžiagas ir skendinčių kietųjų dalelių kiekį. Tiekiamo vandens priemaišos daro didelę įtaką dejonizacijos moduliui ir gali sutrumpinti jo eksploatavimo laiką.
