Elektrodaionisasi berkelanjutan (EDI) menggunakan resin penukar ion campuran untuk menyerap anion dan kation dalam air umpan. Secara bersamaan, ion-ion yang teradsorpsi ini dihilangkan dengan melewati membran penukar anion dan kation masing-masing di bawah tegangan arus searah. Proses ini tidak memerlukan regenerasi asam atau alkali dari resin penukar ion. Fasilitas EDI dapat mencapai tingkat desalinasi melebihi 99%. Jika osmosis balik digunakan untuk desalinasi awal sebelum EDI, diikuti dengan desalinasi EDI, air ultra murni dengan resistivitas 15-18,2 MΩ·cm dapat diproduksi. Dalam sistem produksi air ultra murni pada umumnya, EDI biasanya digunakan sebagai unit pasca-pengolahan reverse osmosis (RO), membentuk aliran proses standar "pretreatment-RO-EDI".
Tumpukan membran EDI terdiri dari sejumlah unit yang diapit di antara dua elektroda. Setiap unit berisi dua jenis ruang yang berbeda: ruang air desalinasi untuk desalinasi dan ruang konsentrat untuk mengumpulkan ion pengotor yang dihilangkan. Ruang air desalinasi diisi dengan campuran resin penukar kation dan anion yang terletak di antara dua membran: Membran penukar kation yang hanya dapat melewati kation dan membran penukar anion yang hanya dapat melewati anion.
Lapisan resin terus menerus diregenerasi menggunakan arus searah yang dialirkan ke kedua ujung ruangan. Tegangan menyebabkan molekul air dalam air umpan terurai menjadi H+ dan OH-. Ion-ion ini tertarik oleh elektroda masing-masing dan bermigrasi melalui resin penukar kation dan anion menuju membran yang sesuai. Ketika ion-ion ini melewati membran penukar ke dalam ruang konsentrat, H+ dan OH- bergabung membentuk air. Generasi dan migrasi H+ dan OH- ini merupakan mekanisme dimana resin mencapai regenerasi berkelanjutan.
Ketika ion pengotor seperti Na+ dan Cl- dalam air umpan diadsorpsi ke resin penukar ion yang sesuai, ion pengotor ini mengalami reaksi pertukaran ion serupa dengan reaksi pertukaran ion pada unggun campuran konvensional, menggantikan H+ dan OH-. Ketika ion pengotor dalam resin penukar ion juga berpartisipasi dalam migrasi H+ dan OH- menuju membran penukar, ion-ion ini terus menerus melewati resin hingga menembus membran penukar ke dalam ruang konsentrat. Karena terhalangnya membran penukar di ruang yang berdekatan, ion-ion pengotor ini tidak dapat bermigrasi lebih jauh menuju elektroda yang sesuai, sehingga terkonsentrasi di ruang konsentrat. Konsentrat yang mengandung ion pengotor ini kemudian dapat dikeluarkan dari tumpukan membran.
Selama beberapa dekade, produksi air murni harus mengorbankan konsumsi asam dan basa dalam jumlah besar. Asam dan basa ini pasti menyebabkan pencemaran lingkungan, korosi peralatan, potensi bahaya bagi kesehatan manusia, dan biaya pemeliharaan yang tinggi selama produksi, transportasi, penyimpanan, dan penggunaan. Osmosis balik secara signifikan mengurangi jumlah asam dan basa yang digunakan; namun, ia masih meninggalkan ion-ion yang terelektrolisis lemah. Oleh karena itu, teknologi EDI secara ilmiah mengintegrasikan teknologi elektrodialisis dan pertukaran ion, mencapai desalinasi dalam yang berkelanjutan tanpa memerlukan regenerasi kimiawi asam dan basa, dan dianggap sebagai kemajuan revolusioner dalam teknologi pengolahan air. Meluasnya penggunaan osmosis balik dan desalinasi elektro-akan membawa revolusi industri dalam produksi air murni.
