A água da torneira geralmente contém sais dissolvidos, como sódio, cálcio, magnésio, cloreto, nitratos e silício. Esses sais são compostos de íons carregados negativamente (ACs) e íons carregados positivamente (Cs). A osmose reversa pode remover mais de 99% desses íons. A água da torneira também contém vestígios de metais, gases dissolvidos (como o CO2) e outros compostos fracamente ionizados (como o silício e o boro) que devem ser removidos no tratamento industrial.
A condutividade do efluente de osmose reversa RO (água de alimentação EDI) é normalmente 10⁻² μS/cm, com um valor ideal abaixo de 6 μS/cm. Dependendo dos requisitos específicos, a resistividade da água ultrapura produzida por EDI pode atingir 15-18 MΩ·cm. A qualidade insuficiente da água pode causar danos desnecessários ao EDI e reduzir a sua vida útil.
A reação de troca ocorre na câmara de dessalinização do módulo, onde as resinas de troca aniônica usam seus íons hidróxido (OH⁻) para trocar por ânions (como íons cloreto, Cl⁻) nos sais dissolvidos. Da mesma forma, as resinas de troca catiônica usam seus íons hidrogênio (H⁺) para trocar por cátions (como Na⁺) nos sais dissolvidos.
Uma pilha típica de membranas EDI consiste em múltiplas unidades imprensadas entre dois eletrodos. Cada unidade contém uma câmara de dessalinização e uma câmara de concentrado. A câmara de dessalinização é preenchida com uma mistura de resinas de troca aniônica e catiônica, que são posicionadas entre a membrana de troca catiônica e a membrana de troca aniônica.
Um campo elétrico DC é aplicado entre o ânodo (+) e o cátodo (-) em ambas as extremidades do módulo. Este potencial faz com que os íons trocados na resina migrem ao longo da superfície das partículas de resina e passem através da membrana para a câmara de concentrado. O ânodo atrai ânions (como OH-, Cl-), que passam através da membrana de troca aniônica para a câmara de concentrado adjacente, mas são bloqueados pela membrana de troca catiônica, permanecendo assim na câmara de concentrado. O cátodo atrai cátions (como H+, Na+), que passam através da membrana de troca catiônica para a câmara de concentrado adjacente, mas são bloqueados pela membrana de troca aniônica, permanecendo assim na câmara de concentrado. À medida que a água flui através destas duas câmaras paralelas, os íons são removidos da câmara de dessalinização e se acumulam na câmara de concentrado adjacente, onde são então transportados para fora do módulo pelo fluxo de água. A tensão DC aplicada através da pilha de membranas não apenas impulsiona a migração de íons, mas também dissocia moléculas de água, gerando grandes quantidades de H+ e OH-. Esses íons H+ e OH- migram sob a influência de um campo elétrico, regenerando resinas de troca catiônica e de troca aniônica desativadas respectivamente, alcançando assim a regeneração eletroquímica contínua das resinas sem a necessidade de produtos químicos externos. Num sistema EDI típico, aproximadamente 5% a 10% da água de alimentação entra na câmara de concentrado. O concentrado é circulado por uma bomba com alta vazão, o que ajuda a melhorar a eficiência da dessalinização, promove a mistura da água e reduz o risco de incrustações. Os íons concentrados são descarregados do sistema pela descarga de uma porção do concentrado.
Para uma operação estável e eficiente do sistema EDI, é necessário um pré-tratamento adequado da água de alimentação (como a osmose reversa) para controlar sua condutividade, dureza, matéria orgânica e conteúdo de sólidos suspensos. As impurezas na água de alimentação têm um impacto significativo no módulo de desionização e podem reduzir a sua vida útil.
