渗析是指溶液中溶质通过半透膜的现象。如果溶液置于直流电场中，它所含的带电离子就向带相反电荷的电极移动。如果在溶液中装设离子交换膜将溶液隔开成几部分，这些膜会选择性地让某些离子通过，而将另一些离子阻挡住。这样就使被离子交换膜隔开的某些部分含电解质较多，而另外的部分则相反。这就是电渗析作用，借此可以分离和除去溶液中的电解质，即将溶液脱盐。
电渗析所用的离子交换膜是由高分子材料制成的对离子有选择透过性的薄膜，主要有两类：一类是只能透过阳离子的交换膜（CM，简称阳膜），它通常含有带负电的活性基团，能透过阳离子，但它的负电基则将溶液中的负离子排斥在外并阻挡其通过；另一类是只能透过阴离子的交换膜（AM，简称阴膜），它通常含有带正电的活性基团，能透过阴离子，但排斥和阻挡阳离子。阳膜透过阳离子、阴膜透过阴离子的性能称为膜的选择透过性。
一个阳膜和一个阴膜组成一个膜对，一个膜对构成一个脱盐室和一个浓缩室。由数百个膜对组成的集合，两侧置电极，就成为电渗析器。
在电渗析器的两端装阳极和阴极，中间交替地平行放置阳膜和阴膜。在通入直流电后，溶液中的离子受相反电荷的电极吸引而相互移动，阳离子透过阳膜而被阴膜所阻挡，阴离子透过阴膜而被阳膜所阻挡。这样在阳膜与阴膜之间就积聚较多的电解质，成为浓缩液，该室就是浓缩室；而在阴膜与阳膜之间则较少离子，成为淡化液，该室就是淡化室。(www.xing528.com)
在电渗析器的阳极发生几种化学反应，Cl-和OH-放出电子，形成初生态氯和氧，放出氯气和氧气，一些氯溶于水中生成次氯酸使水呈酸性。在电渗析器的阴极发生另几种化学反应，H+和Na+吸收电子，形成氢气和氢氧化钠，使溶液呈碱性。溶液中存在的其他离子亦发生相应的反应，如Ca2+、Mg2+生成Mg（OH）2和CaCO3等沉淀物。
电极反应消耗的电能为定值，与电渗析器中串联多少对离子交换膜的关系不大，为充分发挥电流的脱盐作用，常在两电极之间串联装置很多对膜，一般为200～300对，甚至多达1000对（膜对多时要用较高电压）。在电渗析器通入直流电后，淡化室中的盐类浓度逐渐降低（以至趋近于零）；浓缩室中的盐类浓度则逐渐升高。各个淡化室引出的液体，是含电解质很少的溶液；各浓缩室引出的液体，是集中了盐类的溶液。将两端电极的液体引出混合，使它们互相中和。
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