描述了用于处理血液的设备和方法，所述设备可以与衰竭的肾脏结合使用或用于替代衰竭的肾脏。设备包括：超滤单元，用于去除蛋白质、红细胞和白细胞以及其它高分子量组分；纳滤单元，用于去除葡萄糖；至少一个电去离子单元，用于从血流运输离子；以及反渗透单元，用于调控去往血流和尿流两者的水的流动。在一个实施方式中，提供了专门的电去离子单元，其具有：多个腔室，所述多个腔室限定了多个稀释物流体通道，每个通道填充有离子特异性树脂晶片；以及电极，所述电极在设备的末端并且靠近树脂填充的稀释物通道中的每一个。通过向这些电极选择性地施加电压，能够打开或关闭给定稀释物通道的离子运输功能性。