扩散渗析是以浓差做推动力的，整个装置由扩散渗析膜、配液板、加强板、液流板框等组合而成，由一定数量的膜组成不同数量的结构单元；其中每个单元由一张阴离子均相膜隔开成渗析室（A）和扩散室(B)，阴离子均相膜的两侧分别通入废酸液及接受液（纯水）时，废酸液侧的游离酸及其盐的浓度远高于水的一侧。由于浓度梯度的存在，废酸中的游离酸及其盐类有向B室渗透的趋势，但膜是有选择透过性的，它不会让每种离子以均等的机会通过。首先阴离子膜骨架本身带正电荷，在溶液中具有吸引带负电水化离子而排斥带正电荷水化离子的特性，故在浓度差的作用下，废酸侧的阴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，也会夹带带正电荷的离子，由于H+的水化半径比较小，电荷较少；而金属盐的水化离子半径较大，又是高价的，因此H+会优先通过膜，这样废液中的酸就会被分离出来。由于采用逆流操作，在废液出口处，酸室中的游离酸酸虽因扩散而大大降低浓度，仍比进口水中游离酸的浓度高，加上实际做膜时，可以通过侧基取代控制膜的含水量和孔径。