该装置是由一定数量的膜组成的一系列结构单元；其中每个单元由一张阳离子均相膜隔开成渗析室和扩散室，采用逆流操作，在阳离子均相膜的两侧分别通入废碱液及接受液（软化水）时，由于废碱液侧的碱及其盐的浓度远高于水的一侧，根据扩散渗析原理，在浓度梯度的推动下，废碱及其盐类有向扩散室渗透的趋势，故在浓度差的作用下，废碱侧的阳离子被吸引而顺利地透过膜孔道进入水的一侧。同时根据电中性要求，也会夹带阴离子，但膜对阴离子具有选择透过性，由于OH^-的水化半径比较小，电荷较少；而其他阴离子的水化半径较大，电荷较多，因此OH^-会优先通过膜，这样废液中的碱就会被分离出来。