Понятие «обратный осмос» показывает обратимость процесса прямого или естественного осмоса.
В камере А содержится водный раствор неорганических солей, а в камере Б чистая вода (рисунок ниже). При естественном осмосе чистая вода проходит из камеры Б в камеру А. Уровень воды в камере А поднимается до тех пор, пока давление, создаваемое столбом жидкости, уравновесит поток чистой воды. При этом достигается осмотическое равновесие, и величина этого гидростатического давления называется осмотическим давлением раствора в камере А.
Примечание. Эффективность мембраны при удалении солей, как установлено, изменяется от 90 до 99%. Иными словами, их солепроницаемость составляет 10—1%.
Если приложить к раствору соли гидростатическое давление, превышающее осмотическое, то обнаружим, что чистая вода протекает в направлении, противоположном описанному выше, и что соли задерживаются мембраной. Это явление стало известно как обратный осмос.
Обратный осмос становится возможным при использовании полупроницаемых мембран, которые свободно пропускают воду.
Мембраны являются основной частью мембранных элементов, называемых модулями. Простейшая система, применяемая на практике, состоит из насоса высокого давления и модуля, соединенных последовательно. Чистая вода проходит через мембрану под давлением, в то время как концентрат непрерывно удаляется через управляемый клапан.
Отношение расхода очищенной воды к расходу воды, поданной на установку, называется коэффициентом выхода фильтрата У и выражается в процентах.
Как уже говорилось, скорость переноса воды через мембрану в процессе обратного осмоса прямо пропорциональна эффективному давлению (т. е. разности между приложенным давлением и осмотическим). Известно, что концентрация в отдельном модуле изменяется в пределах от концентрации на входе до максимальной концентрации. Поэтому, чтобы получить удовлетворительную скорость фильтрования, желательно приложить давление, намного превосходящее осмотическое давление концентрата.
Практически используемые давления изменяются от 2,5 до 8 МПа (по крайней мере для больших установок).