本发明公开了一种处理低浓度离子溶液的电去离子方法及装置，属于脱盐和超纯水处理技术。对电去离子装置的阳离子交换膜(3)朝向淡室的一侧附着一层能催化水解离的物质(5)，通过改变阳离子交换膜(3)催化层(5)的附着位置、催化物质的种类和淡室床层的树脂填充比例，可容易地控制淡室内树脂的转化程度，进而控制盐离子的去除程度。通过上述方式，本发明能够实现在较低的膜堆电压下实现较高的树脂再生程度，从而实现在较低的操作电压下获得较高的离子去除率。这一电去离子装置能够显著降低膜堆电压和降低能耗，从而降低运行成本，在重金属离子去除和超纯水制取领域有着重要的应用价值。