O processo de Osmose Reversa, como o nome mesmo diz, é baseado no processo inverso da osmose.
O que é então, o processo de osmose?
O processo de osmose consiste em colocar em um recipiente duas soluções aquosas separadas por uma membrana semi-permeável (permeável à água e impermeável aos sais), sendo que uma das soluções está saturada com sais, e a outra não. O recipiente é separado ao meio por uma membrana semi-permeável de acetato de celulose.
No momento t=0 (tempo zero) o nível no recipiente é constante. No momento t=1, a solução que não está saturada (concentração menor de sais) flui através da membrana, para o lado da solução saturada, a fim de estabelecer um equilíbrio químico potencial. O recipiente, então, irá apresentar dois níveis de água, um mais baixo (lado em que a solução inicial era menos concentrada) e um nível mais alto (lado em que a solução inicial estava saturada). Então no momento t=1, a diferença de concentração nos dois lados do recipiente começa a diminuir, devido ao equilíbrio potencial estar quase sendo alcançado. Como pode ser notado, apenas água, isenta de sais atravessou a membrana, diluindo a solução e causando um deslocamento de volume.
Imaginemos, então, num momento t=2, um pistão, do lado onde o volume de solução está aumentado, pressionando a solução mais concentrada. Com a pressão sendo aplicada ocorrerá uma diminuição do fluxo de água pela membrana. Quando suficiente pressão for aplicada, causando um equilíbrio termodinâmico, o fluxo irá parar. A pressão empregada a fim de atingir-se o equilíbrio é denominada pressão osmótica. Se continuarmos a aumentar a pressão aplicada, a água tenderá a fluir através da membrana, retornando à solução menos concentrada. A medida que a pressão é ampliada, mais água atravessa a membrana, mais volume de água desanilizada é obtido, e maior será a concentração de sais na solução em que se está aplicando a pressão. Este é o princípio em que trabalha a Osmose Reversa.