电渗析是利用离子交换膜对阴、阳离子的选择透过性能，在直流电场作用下，使阴、阳离子发生定向迁移，从而达到电解质溶液的分离、提纯和浓缩的目的。因此，离子交换膜和直流电场是电渗析过程必备的两个条件。电渗析最常见的用途，也是最基本的用途是用于盐溶液的脱盐或浓缩，其工作原理如图8-5所示。
图8-5 对离子料液进行浓缩或脱盐的过程示意图
在直流电场的作用下，离子向与之电荷相反的电极迁移，阳离子（＋）会被阴离子交换膜阻挡：而阴离子（－）会被阳离子交换膜阻挡。其结果是在膜的一侧产生离子的浓缩液，而在另一侧产生离子的淡化液。
如图8-5所示，一张阴离子膜，一张阳离子膜，浓缩室和淡化室的基本组合成为电渗析膜对。在电渗析中，通常由上百个这样的膜对放置在一对电极之间组成电渗析膜堆。不同的电渗析器之间可采用串联、并联及串并联相结合的几种组合方式组成一个系统，为便于操作，常用术语“级”和“段”来表示不同的组装方式。“级”是指电极对的数目，一对电极称为一级；“段”是指水流方向，每改变一次水流方向称为一段。所谓“一级一段”是指在一对电极之间配置一个水流同向的膜堆，“二级一段”是指在两对电极之间配置两个膜堆，前一级水流和后一级水流并联，其余类推，参阅图8-6。
图8-6电渗析器组装方式示意图
电渗析最主要的一个应用是海水和地表水脱盐制取饮用水和食盐。1992年，日本采用电渗析技术浓缩海水制盐的产量高达140万吨。浓缩氯化钠必须选择特殊的离子交换膜，该膜能让一价离子（如氯离子）透过而截留同种电荷的多价离子如硫酸离子。在这种应用中，膜的使用寿命高达17年。电渗析也能用来对食品或化学品进行脱盐或者用来处理纸浆工业的废水等。
