Обратный осмос, также известный как обратный осмос, представляет собой процесс мембранного разделения, в котором в качестве движущей силы для отделения растворителя от раствора используется разница давлений.
Давление прикладывается к питательному раствору на одной стороне мембраны. Когда давление превышает осмотическое давление, растворитель будет проникать в направлении, противоположном естественному осмосу. Таким образом, проникший растворитель, т. е. пермеат, получается на стороне мембраны с низким-давлением, тогда как концентрированный раствор, т.е. концентрат, получается на стороне высокого-давления. Если для очистки морской воды используется обратный осмос, пресная вода получается на стороне мембраны с низким-давлением, а рассол — на стороне высокого-давления.
При обратном осмосе скорость проникновения растворителя, т. е. энергия потока жидкости N, равна: N=Kh(Δp - Δπ), где Kh - коэффициент гидравлической проницаемости, незначительно увеличивающийся с повышением температуры; Δp – перепад гидростатического давления на мембране; Δπ – разность осмотического давления раствора на мембране. Осмотическое давление π разбавленного раствора равно: π=iCRT, где i — число ионов, образующихся при ионизации молекулы растворенного вещества; C – молярная концентрация растворенного вещества; R – молярная газовая постоянная; T — абсолютная температура. В обратном осмосе обычно используются асимметричные мембраны и композитные мембраны. Оборудование, используемое для обратного осмоса, в основном представляет собой сепарационное оборудование с половолоконной или спирально-навитой мембраной.
Мембраны обратного осмоса способны удерживать в воде различные неорганические ионы, коллоидные вещества и крупномолекулярные растворенные вещества, тем самым получая очищенную воду. Его также можно использовать для предварительного-концентрирования растворов, содержащих крупномолекулярные органические вещества. Благодаря своей простоте и низкому потреблению энергии обратный осмос быстро развивался за последние 20 лет. В настоящее время он широко используется для опреснения морской и солоноватой воды (см. рассол), умягчения котловой воды и очистки сточных вод. В сочетании с ионным обменом его используют для получения воды высокой-чистоты, и сфера его применения расширяется, включая концентрирование молочных продуктов и фруктовых соков, а также разделение и концентрирование биохимических и биологических агентов.