اسمز معکوس (Reverse Osmosis )فرآیندی فیزیکی است که می توان به کمک یک  غشاء نیمه تراوا ، ناخالصی های یک محلول را از آن جدا نمود. به کمک این روش می توان از آبهای شور یا لب شور (Brackish Water  )، آب آشامیدنی مطلوب تهیه کرد. اسمز معکوس می تواند 99 درصد مواد معدنی حل شده ، 97 درصد مواد آلی و کلوئیدی آب را حذف کند. تکنولوژی اسمز معکوس در سال های اخیر به طور قابل توجهی گسترش یافته است.

در فرآیند اسمز معکوس ، آب خام (Raw Water ) توسط پمپ به داخل محفظه ای که  دارای غشای نیمه تراوا می باشد، رانده می شود و از آنجا که تقریبا فقط آب خالص می تواند از غشاء عبور کند به این صورت آب تقریبا خالص (Permeate  ) در یک طرف غشاء و آب تغلیظ شده (Concentrate )   از ناخالصی ها در طرف دیگر خواهیم داشت.

اسمز معکوس یک فرآیند پیوسته است و می تواند TDS آب خام را تا 99 درصد کاهش  دهد. حذف باکتری ها، ویروس ها و دیگر میکروب ها با اسمز معکوس صد در صد است. اما به علت عدم آب بندی کامل اسمز معکوس مقدار کمی از اینگونه ناخالصی ها در آب تصفیه شده ، ممکن است دیده شود.

برای تصفیه آب های با TDS حدود 5000ppm یا بیشتر، اسمز معکوس یک روش کاملا  اطمینان بخش است. اسمز معکوس را می توان در داروسازی و پزشکی جایگزین روش تقطیر برای تولید آب خالص و عاری از میکرو ارگانیسم ها نمود. در فرآیند اسمزمعکوس علاوه بر فشار اعمال شده، اختلاف فشار دو طرف غشاء نیز مهم است. بنابراین شیر لوله آب تصفیه شده خروجی (Permeate  ) باید همیشه باز باشد تا کمترین فشار  ممکن در محفظه آب تصفیه شده داشته باشد. همچنین گاهی استدلال می شود که برای کاهش هزینه دستگاه اسمز معکوس ، فشار پمپاژ را کم کنیم، امااین بدترین انتخاب است. چون کاهش فشار پشت غشاء، نه فقط دبی آب تصفیه شده را کاهش می دهد بلکه باعث افزایش غلظت آب تصفیه شده می گردد.

علاوه بر تصفیه مقدماتی لازم برای هر نوع سیستم اسمز معکوس ، برای جلوگیری از آلودگی غشاء ، گاهی تصفیه مقدماتی ویژه ای برای نوع بخصوصی از غشاء هم لازم است. به عنوان مثال حذف کلر از آب ورودی ، تنظیم pH  آب ورودی برای جلوگیری از هیدرولیز غشاء، استفاده از مواد ممانعت کننده شیمیایی (Inhibitor  )، حذف منگنز و  آهن از آب ورودی ، حذف مواد کلوئیدی از آب ورودی و جلوگیری از آلودگی ناشی از رشد مواد بیولوژیکی و . . .  .

انباشته شدن باکتری ها، ویروس ها و دیگر میکروب ها بر روی غشاء و ایجاد کلونی می تواند سبب گرفتگی ممبران ها و نیاز به شستشوی های زود هنگام شود. از این رو در طراحی سیستم های اسمزمعکوس ضدعفونی و گندزدایی آب خام ورودی یکی از پیش فرض های کارکرد درست سیستم می باشد.

راندمان و عمر سیستم اسمزمعکوس بستگی به  پیش تصفیه موثر آب ورودی دارد. پیش تصفیه شامل همه فرآیندهایی است که می تواند رسوب گذاری ، افت ظرفیت ممبران نسبت به تولید جریان بهینه ، عبور املاح و هزینه های بهره برداری را به حداقل رساند.

رسوب گذاری ناشی از به دام افتادن ذرات ارگانیک و غیر ارگانیک کلوئیدی بر روی غشاء می باشد. نمونه کلوئیدهای غیرارگانیک شامل آهن ، سیلیکا و گل و لای است. کلوئیدهای غیر ارگانیک اغلب شامل پلیمرهای ارگانیک و میکروارگانیسم ها می باشند.

انتخاب پیش تصفیه مناسب برای آب تغذیه بستگی به منبع آب ، ترکیبات آب و کاربرد آن دارد. آنالیز کامل و دقیق آب پیش از هر طراحی برای سیستم اسمزمعکوس باید تهیه گردد. گزارش تصفیه آب باید دربرگیرنده نوع و غلظت همه محتویات و ترکیبات آب باشد. ترکیبات شامل یون های محلول، سیلیکا، کلوئیدها و مواد ارگانیگ (TOC  ) باشد.

آنیون های محلول عبارتند از بیکربنات ، کربنات ، هیدروکسیل، سولفات، کلراید، فلوراید، نیترات، سولفید و فسفات .

کاتیون های محلول عبارتند از کلسیم، منیزم، سدیم، پتاسیم، آهن، منگنز، آلومینیوم، باریم، استرانسیوم، مس و روی.

رسوب گذاری روی ممبران اسمزمعکوس با تغلیظ نمک های محلول بیش از محدوده حلالیت آنها ممکن است رخ بدهد. نمک های محلول به ترتیب کاهشی میل رسوب گذاری آنها در زیر لیست شده اند :

CaCO₃ > CaSO₄ > Silica > SrCO₃ > BaSO₄ > SrSO₄ > CaF₂ > CaSiO₃ > MgSiO₃ > MgSiO₃ >Ca₃(PO₄)₂ > Fe(OH)₂