Обратный осмос, также известный как обратная пермеация, представляет собой процесс мембранного разделения, основанный на разнице давлений, для отделения растворителя от раствора. Когда давление прилагается к питательному раствору на одной стороне мембраны и это давление превышает его осмотическое давление, растворитель проникает в направлении, противоположном естественному осмосу. В результате проникший растворитель, известный как пермеат, получается на стороне мембраны с низким давлением, а концентрированный раствор, известный как концентрат, получается на стороне с высоким давлением. Если обратный осмос используется для очистки морской воды, пресная вода получается на стороне мембраны с низким давлением, а рассол — на стороне с высоким давлением.　Во время обратного осмоса скорость проникновения растворителя, обозначенная как энергия потока жидкости N, определяется следующим образом: N = Kh(Δp - Δπ), где Kh — гидравлический коэффициент проникновения, который слегка увеличивается с температурой; Δp — разница статических давлений по обе стороны мембраны; а Δπ — разница осмотических давлений между растворами по обе стороны мембраны. Осмотическое давление π разбавленного раствора выражается следующим образом: π = iCRT, где i — количество ионов, образованных ионизацией молекул 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 полые волокна или спирально намотанные мембранные сепараторы. Мембраны обратного осмоса могут удерживать различные неорганические ионы, коллоидные вещества и макромолекулярные растворенные вещества в воде, тем самым производя очищенную воду.Они также могут использоваться для предварительной концентрации растворов, содержащих макромолекулярные органические соединения. Благодаря своей простоте и низкому энергопотреблению, обратный осмос за последние два десятилетия пережил бурное развитие. В настоящее время он широко используется для опреснения морской и солоноватой воды (см. рассол), умягчения питательной воды котлов и очистки сточных вод. В сочетании с ионообменом он позволяет получать воду высокой чистоты. Его применение продолжает расширяться: он используется для концентрации молочных продуктов и фруктовых соков, а также для разделения и концентрации биохимических и биологических препаратов.

Точность фильтрации с помощью мембраны обратного осмоса

Мембраны обратного осмоса могут задерживать вещества размером более 0,0001 микрометра, что делает их самым совершенным продуктом для мембранной сепарации. Они эффективно задерживают все растворенные соли и органические соединения с молекулярной массой более 100, пропуская при этом молекулы воды.