带负电荷的阴离子（例如0H—、Cl—）被正极（+）吸引而通过阴离子交换膜，进入到临近的浓水室中。此后这些离子在继续向正极迁移中遇到临近的阳离子交换膜，而阳离子交换膜不允许其通过，这些离子即被阻隔在浓水中，在浓水中，透过阴阳膜的离子维持电中性。
现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质(resin matrix)内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原(regeneration)的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，其反应方式如下:
Ca-EX2+2Na+ (浓盐水)→ 2Na-EX+Ca2+ 3.3.2 Mg-EX2+2Na+ (浓盐水)→ 2Na-EX+Mg2+
如果水处理的过程中没有阳离子的软化，不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜，同时病人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题，所以设备上需要有逆冲的功能，一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。另一个值得注意问题的是高血钠症，因为透析用水的软化与再还原过程是*计时器来控制，正常情况还原作用大多发生在半夜，这是*阀门在控制，如果发生故障，大量盐水就会涌进水源，进而造成病人的高血钠症。
工业水处理电池行业用超纯水包括蓄电池生产用超纯水，锂电池生产用超纯水，太阳能电池生产用超纯水，蓄电池格板用超纯水。电池中电解液的配备对纯水要求十分严格，通常要求水的电导率在0.1us／cm（电阻率在10兆欧姆）以上，传统用来制备电池用超纯水的工艺是常采用阴阳树脂交换设备，该工艺的缺点在于阴阳树脂在使用一段时间以后要经常再生。随着工业膜分离技术的不断成熟，现在常常采用反渗透膜法水处理工艺，或者是采用一级反渗透后面再经过离子交换混床（或电去离子EDI）工艺来制取超纯水。
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