В настоящее время существует довольно много различных способов обессоливания воды, и каждый автор такого способа настаивает на том, что его метод является наиболее качественным и эффективным. В 60-80-х годах прошлого столетия считалось, что для получения концентрации в 2 г/литр самым эффективным решением будет использование ионного обмена, а при большей – выпаривания.

Разработка новых способов обессоливания и стремительное совершенствование уже существующих, особенно мембранных, в значительной степени сказывается на стоимости очищенной воды, а также установок, посредством которых осуществляется обессоливание воды обратным осмосом. К тому же в последнее время очень большое значение стали уделять экологической составляющей при осуществлении процесса обессоливания, то есть, большие усилия прилагаются к тому, чтобы как можно меньшее количество солей попало в окружающую среду вместе со сточными водами. При этом стоит заметить, что выбор того или иного способа обессоливания в большинстве случаев определяется количеством соли, содержащейся в исходной воде.

При осуществлении обессоливания воды с применением обратного осмоса производительность мембранных фильтрующих элементов, потребление электроэнергии, а также эксплуатационные и капитальные расходы лишь в незначительной степени зависят от количества содержащейся соли. При использовании данного метода очень важным моментом является правильно подобранные условия эксплуатации, так как в противном случае может быть такое, что придется очень часто промывать мембраны, а это, в свою очередь, приведет к тому, что в сточных водах будет находиться огромное количество солей, во много раз превосходящее количество соли в исходной воде.

Обессоливание воды обратным осмосом осуществляется следующим образом. Между двумя растворами, имеющими различное содержание соли, помещают полунепроницаемую мембрану. При этом можно будет наблюдать, как происходит перетекание воды, имеющей низкую концентрацию соли, в раствор с большей концентрацией. Спустя некоторое время в растворе с низкой концентрацией уровень воды станет значительно ниже, чем в растворе с высокой концентрацией. Такая разница в уровнях, установившаяся после окончания перетекания воды, означает осмотическое давление, а процесс, во время которого происходит перетекание воды из одного раствора в другой, называется осмосом. При этом, если в более концентрированном растворе создать давление, которое будет больше осмотического, то молекулы воды начнут перетекать в направлении, противоположном ее естественному движению, то есть, из концентрированного раствора вода начнет перемещаться сквозь мембрану в чистую воду. Этот процесс и получил название обратного осмоса воды.

Размеры ячеек полунепроницаемой мембраны должны быть подобраны таким образом, чтобы сквозь них свободно проходили молекулы воды, а ионы солей, растворенных в воде, задерживались. В техническом плане осуществить это вполне возможно, так как молекулы воды имеют меньший размер по сравнению с молекулами солей. Процесс обессоливания с помощью обратного осмоса еще называют гиперфильтрацией, так как молекулы воды способны протекать через очень мелкие поры.

Обессоливание воды обратным осмосом значительно отличается от общепринятого в практике водоочистки и водоподготовки процесса фильтрования, который в основном заключается в удалении из воды взвешенных и твердых частиц загрязнителей, имеющих различную степень дисперсности. С помощью обратного осмоса можно качественно удалить из любых растворов молекулы и ионы растворенных веществ. Поскольку размер пор в обратноосмотических мембранах намного меньше, чем в остальных фильтрующих элементах, это приводит к тому, что напор воды при обессоливании обратным осмосом значительно снижается.

Кроме того, при обычном фильтровании извлекаемые частицы солей обычно остаются на поверхности воды или в объеме фильтров, которые впоследствии требуется или менять, или очищать обратной промывкой. При обратном осмосе такого не происходит, и вода разделяется на два потока – чистую воду и оставшийся концентрат.