Procesul de demineralizare este un procedeu de îndepărtare cvasi-totală a sarurilor din apă brută și este bazat pe schimbul de ioni. Răsina conținută în coloana cationică schimbă cu ioni de hidrogen toți ionii metalici cu care este încărcată. Când rășinile sunt încărcate complet cu ioni de metal (cationic) spunem că ele sunt epuizate, nemaiavând ioni de Hidrogen disponibili pentru a schimba, necesitând o regenerare.
Schimbătorul de anioni completează procesul de deionizare. Rășinile din coloana anionică schimbă toți anionii acizi din apa brută cu ionii de OH conținut în ele, la final fiind de asemenea necesară regenerarea. Aceasta constă în schimbarea ionilor de H și OH disponibili în regenerantul chimic (HCl și NaOH) cu ionii de metal și ionii acizi reținuți din apa brută, care sunt evacuați în vederea tratării.
Începerea regenerării este de obicei programată în funcție de conductivitatea apei tratate și este comandată de panoul de control al stației de demineralizare. 
Regenerarea constă dintr-o spălare inversă și o injecție de regenerant chimic, urmate de o clătire a rășinii. Aceste operațiuni se derulează pentru ambele schimbatoare (cationic și anionic). 
Regenerarea completă (spălare inversă - injecție chimică- clătire) a ambelor schimbatoare durează cca 180 minute.