اسمز معکوس یکی از شیوه های گسترده جداسازی است که کاربردهای مختلفی دارد. شیرین سازی آب های شور و آب دریا، جداسازی مواد آلی و سمی از پساب های صنعتی چند مورد مهم استفاده از این تکنولوژی می باشد. اسمز معکوس یکی از روش های اصلی شیرین سازی آب دریا در کنار روش‌هایی مانند تقطیر، الکترودیالیز، تبادل یونی و… است که در مقیاس های آزمایشگاهی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
شناخت پدیده اسمز معکوس نیازمند شناسایی خاصیت اسمزی است. بطور کلی، حرکت جرم از یک محیط به محیط دیگر در اثر اختلاف غلظت و یا به عبارت بهتر در اثر اختلاف پتانسیل شیمیایی به وجود می‌آید. خاصیت اسمزی به عبور آب از بخش محلول رقیق به بخش محلول غلیظ از درون یک غشاء نیمه تراوا گفته می شود. برای تشریح این ویژگی، شکل زیر را در نظر بگیرید:

آب و یا محلول رقیق آب نمک در یک بخش، محلول غلیظ آب نمک در بخش دیگر و غشایی که در بین آنها قرار دارد. با توجه به اینکه غشاء ماهیت آب دوستی دارد تنها به مولکول های آب اجازه عبور می دهد.
در ابتدا سطح مایعات در دو بخش مساوی می باشند. به دلیل وجود تمایل به یکسان نمودن غلظت ها در دو بخش، مولکول های آب از بخش محلول رقیق از غشاء عبور نموده و به درون محلول غلیظ نفوذ می‌کنند و سطح مایع در بخش غلیظ افزایش می یابد. جریان مولکولهای آب از درون غشاء تا آنجا انجام می گیرد که اختلاف سطح مایع (به عبارت دیگر اختلاف فشار) در دو بخش مانع حرکت مولکولهای آب شود.

اختلاف فشار در بخش جدا شده توسط غشاء که در آن از جریان خالص مولکولهای آب جلوگیری نماید، را فشار اسمزی می‌نامند. فشار اسمزی سبب ایجاد تعادل در دو بخش می‌شود. حال چنانچه فشار بیش از فشار اسمزی به بخش محلول غلیظ وارد شود، عکس پدیده اسمزی بروز می‌کند؛ به عبارت دیگر مولکولهای آب از بخش محلول غلیظ تر به بخش محلول رقیق تر جریان می‌یابد که این پدیده را اسمز معکوس می نامند.

جهت تصفیه آب به روش اسمز معکوس، آب خام ورودی باید دارای حداقل استانداردهای ذکر شده در جدول شماره ۱ باشد تا بتواند به عنوان آب ورودی به دستگاه RO مورد استفاده قرار گیرد،

 جدول ۱: استاندارد آب خام ورودی به دستگاه RO

در صورتی که این پارامترها بالاتر از رنج ذکر شده در جدول شماره ۱ باشد، پیش تصفیه دستگاه RO را باید تقویت کرد. در غیر این صورت دستگاه RO در مدت زمان کوتاهی دچار گرفتگی شدید (زودرس- کمتر از چهار ماه) خواهد شد و باید توسط مواد شیمیایی شستشو (Clean-In-Place-CIP) گردد که نتیجه آن کاهش طول عمر ممبران ها و افزایش هزینه ها است. به منظور کاهش هزینه ها و افزایش طول عمر ممبران و همچنین دستگاه، نیاز به انجام آنالیز آب خام ورودی می باشد. مهمترین و کاملترین پارامتر هایی که باید آنالیز گردند در جدول ۲ آورده شده است.

شرکت آب ثمین، سه واحد از خانواده¬های اسمز معکوس (RO) را در ظرفیت های مختلف برای کاربردهای متفاوت معرفی می‌کند (جدول شماره ۳). دستگاهای اسمزمعکوس تولیدی این شرکت در قالب پکیج بوده و تمامی تجهیزات آن بر روی یک شاسی تعبیه گردیده که موجب نصب آسان و اشغال حجم کمی از فضا می شود.

جدول ۳: طبقه بندی دستگاه اسمز معکوس (RO) برحسب TDS آب خام

در صنایع مختلف مثل صنایع دارویی، نیروگاه‌ها، الکترونیک (ساخت نیمه رسانا)، تولید انرژی (دیگ‌های فوق بحرانی و زیربحرانی)، تولید برق و همچنین آزمایشگاه‌های تحقیقاتی باید از آب خالص (یا آب فوق خالص) استفاده شود که می توان این آب را توسط دستگاه دبل Double RO) RO) و تکنولوژی های مکمل آن مثل تبادل یونی (IX-Ion Exchange) و الکترودیونیزاسیون ( EDI-Electrodeionization )، از هر کدام از آب های ذکر شده در جدول ۳ تولید کرد.

شرکت آب ثمین پیشرو در زمینه تولید آب خالص (فوق خالص) می باشد که شماری از محصولات خود را در بخش تولید آب خالص به نمایش گذاشته است.

سپس به مقدار کافی ازاسکالانت به آب خام ورودی توسط پمپ تزریق (جهت جلوگیری از رسوب بر روی سطح ممبران) به آب عبوری اضافه می¬گردد و در مرحله بعدی کلیه ذرات معلق جامد عبور کرده از فیلتر شنی توسط فیلتر میکرونی (قیلتر کارتریج، بگ فیلتر، فیلتر نخی و…) تا ابعاد پنج میکرون حذف می گردد.
در نهایت آب وارد پمپ طبقاتی دستگاه RO شده و از ممبران هایی که در داخل پرشروسل قرارگرفته‌اند عبور می‌کند. آب واردشده به هرممبران به دوجریان تقسیم می‌شود: جریان اول همان آب عبور کرده از ممبران می‌باشد که آب تصفیه‌شده نامیده می‌شود و جریان دوم که از سطح ممبران ها عبور کرده، آب تغلیظ شده یا آب‌شور نامیده می‌شود.

تیم تحقیق و توسعه فن آوری آب ثمین