Η όσμωση είναι ένα φαινόμενο το οποίο βασίζεται στην αρχή της ισορροπίας. Όταν δύο διαλύματα νερού που έχουν διαφορετικές συγκεντρώσεις σε άλατα αναμιχθούν, προκύπτει ένα μόνο διάλυμα με σταθερή συγκέντρωση αλάτων. Όταν τα δύο διαλύματα αυτά χωρίζονται από μία ημιπερατή μεμβράνη (την οποία διαπερνά μόνο το νερό και όχι τα άλατα), το νερό από το διάλυμα με τη μικρότερη συγκέντρωση αλάτων θα περάσει από τη μεμβράνη προς το διάλυμα του νερού με τη μεγαλύτερη συγκέντρωση (Α). Μετά από λίγο, το ύψος του νερού από τη μία πλευρά θα είναι μεγαλύτερο από την άλλη. Η διαφορά ύψους αυτή είναι η οσμωτική πίεση (Β), και η διαδικασία της ισορροπίας είναι η όσμωση.

Αν ασκήσουμε πίεση ίση ή μεγαλύτερη με την οσμωτική, τότε συμβαίνει το αντίθετο φαινόμενο, το οποίο ονομάζεται αντίστροφη όσμωση. Το νερό περνάει από τη μεμβράνη, ενώ τα άλατα δεν περνάνε (Γ).

Για να καθαριστεί το νερό με τη μέθοδο της αντίστροφης όσμωσης θα πρέπει να αντιστρέψουμε το φυσικό φαινόμενο της όσμωσης. Για να οδηγηθεί το νερό με την υψηλή συγκέντρωση αλάτων προς το νερό με τη χαμηλή συγκέντρωση αλάτων, θα πρέπει να εφαρμόσουμε πίεση λειτουργίας μεγαλύτερη από την οσμωτική. Έτσι, από τη μία πλευρά θα έχουμε καθαρό νερό και από την άλλη θα έχουμε νερό με συγκέντρωση αλάτων μεγαλύτερη από την αρχική (και γι’ αυτό ονομάζεται συμπύκνωμα).

Ενδεικτικά, για νερά με χαμηλή συγκέντρωση αλάτων η πίεση αυτή είναι μέχρι 6 bar, για υφάλμυρα νερά είναι 10-20 bar, ενώ για θαλασσινό νερό είναι περίπου 60 bar.

Η μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης είναι μια ημιπερατή μεμβράνη από πολυαμίδιο με πόρους της τάξης του 0,0001 μm (1000μm = 1 χιλιοστό). Οι πόροι είναι τόσο μικροί που επιτρέπουν μόνο το νερό να τους διαπερνά παρακρατώντας οτιδήποτε άλλο μπορεί να περιέχει το νερό (ακόμα και μικρόβια). Η απομάκρυνση των ουσιών από το νερό είναι από 90% μέχρι 99,5%.

Οι σημαντικότεροι παράγοντες είναι:

1. Πίεση: Όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση του νερού, τόσο μεγαλύτερη είναι και ποσότητα νερού θα παράγεται. Η ελάχιστη πίεση του νερού είναι 50 psi.
2. Θερμοκρασία: Η ιδανική θερμοκρασία νερού για σύστημα Αντίστροφης Όσμωσης είναι 25οC. Θερμοκρασία 5οC θα προκαλέσει μείωση της παραγωγής νερού στο μισό από αυτή των 25οC. Η μέγιστη θερμοκρασία νερού συνιστάται στους 30οC.
3. TDS (Ολικά διαλυμένα στερεά): Όσο υψηλότερη είναι η τιμή των TDS στο νερό που θα περάσει από την μεμβράνη, τόσο λιγότερη ποσότητα νερού παράγεται. Τα οικιακά συστήματα μπορούν να επεξεργαστούν μέχρι 2000 ppm.

Το νερό από τη φύση του είναι άχρωμο, άοσμο και άγευστο. Η γεύση και η οσμή που νομίζουμε ότι έχει οφείλεται στις ουσίες που περιέχονται στο νερό και κυρίως το χλώριο και τα άλατα. Η γεύση του χλωρίου είναι δυσάρεστη ενώ τα άλατα (μαγνησίου, ασβεστίου, καλίου και νατρίου) όταν είναι σε μικρές ποσότητες, προσδίδουν μια πιο ευχάριστη γεύση. Η υπερβολική ποσότητα αλάτων λειτουργεί αρνητικά στη γεύση.

Το νερό μετά τη αντίστροφη όσμωση είναι άχρωμο, άοσμο και άγευστο. Επειδή έχουμε συνηθίσει το νερό με άλατα και χλώριο μας φαίνεται άγευστο και στιφό και δυσκολευόμαστε να το πιούμε. Για να βελτιώσουμε τη γεύση μπορούμε να κάνουμε μίξη του νερού πριν την αντίστροφη όσμωση με το νερό μετά την αντίστροφη όσμωση. Με αυτό τον τρόπο όμως θα πίνουμε και ένα μέρος των αλάτων που θέλουμε να απομακρύνουμε.

Η καλύτερη λύση είναι η τοποθέτηση φίλτρου εμπλουτισμού πριν από τη βρύση που προσθέτει στο νερό ασβέστιο και μαγνήσιο σε ιδανική αναλογία και αυξάνει και το pH του νερού, βελτιώνοντας σημαντικά τη γεύση.

Από τη στιγμή που έχουν αφαιρεθεί όλες οι επιβαρυντικές ουσίες από το νερό, τα ροφήματα θα μπορέσουν να απελευθερώσουν πλήρως τη γεύση και το άρωμα τους χωρίς να επηρεάζονται από το χλώριο και τα άλατα που θα υπήρχαν στο νερό χωρίς επεξεργασία.