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該裝置是由一定數量的膜組成的一系列結構單元；其中每個單元由一張陽離子均相膜隔開成滲析室和擴散室，采用逆流操作，在陽離子均相膜的兩側分別通入廢堿液及接受液（軟化水）時，由于廢堿液側的堿及其鹽的濃度遠高于水的一側，根據擴散滲析原理，在濃度梯度的推動下，廢堿及其鹽類有向擴散室滲透的趨勢，故在濃度差的作用下，廢堿側的陽離子被吸引而順利地透過膜孔道進入水的一側。同時根據電中性要求，也會夾帶陰離子，但膜對陰離子具有選擇透過性，由于OH-的水化半徑比較小，電荷較少；而其他陰離子的水化半徑較大，電荷較多，因此OH-會優先通過膜，這樣廢液中的堿就會被分離出來。