استفاده از تکنیک های شیرین سازی آب های شور می تواند راهگشای مشکلات کمبود آب باشد. دو دسته عمده تکنیک های نمک زدایی که به طور گسترده استفاده می شود، روش های تبخیری و روش های غشایی هستند. روش های تبخیری نظیر MSF و MED در مناطقی نظیر منطقه خاورمیانه که منابع انرژی عظیمی وجود دارد، معمول می باشند. در سرتاسر دنیا 66 درصد شیرین سازی با فرآیند MSF انجام می گیرد که در مقایسه با اسمز معکوس که تنها 22% استفاده می گردد؛ بسیار فراگیر تر است.
بزرگترین بازار شیرین سازی آب دریا محدوده جغرافیایی خاورمیانه می باشد. طی نیم قرن اخیر با ورود سیستم های اسمز معکوس به بازار نمک زدایی از آب، این صنعت متحول گردیده است. اسمز معکوس فرآیند جداسازی است که نیروی پیشران آن، فشار می باشد و آب شور با فشار از طریق نفوذ از درون یک غشاء نیمه تراوا خالص سازی می گردد. این فرآیند بستگی به مقاومت غشاء و غلظت ناخالصی های آب دارد. فلودیاگرام کلی یک سیستم اسمز معکوس در شکل زیر نشان داده شده است.
اولین مرحله فرایند یک سیستم اسمز معکوس پیش تصفیه می باشد. پیش تصفیه برای سیستم های اسمز معکوس شامل مراحلی نظیر کلریناسیون برای جلوگیری از خطر بیوفولینگ آب، فیلتراسیون اولیه آب با فیلترهای مولتی مدیا برای حفاظت غشاها و پمپ های فشار قوی از ذرات معلق، دکلریناسیون برای حذف مواد اکسنده استفاده شده برای ضد عفونی، تزریق مواد ضد رسوب و تزریق اسید برای جلوگیری از فولینگ غشاها و فیلتراسیون با فیلترهای کارتریج برای حفاظت پمپهای فشار قوی و غشاها از ذرات معلق می- باشد.
بعد از پیش تصفیه، آب با فشار به درون محفظه ای که درون آن غشا قرار دارد، رانده می شود. بخشی از آب از غشاء عبور می کند و از آنجائی که فقط آب خالص می تواند از غشاء عبور کند، به این ترتیب آب خالص تولید می گردد. بخشی از آب که ناخالصی ها در آن تغلیظ شده اند به عنوان زیرآب (تلخ آب) تحت فشار از سیستم دفع می گردد.
اسمز معکوس فرآیندی است که از نظر انرژی پرمصرف می باشد. هزینه های یک سیستم اسمز معکوس که شامل هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری می باشد، در نمودار زیر طبقه بندی گردیده است.
بخش مهمی از هزینه بهره برداری سیستم های اسمز معکوس انرژی الکتریکی است که برای پمپ های تغذیه مصرف می شود، چون نیاز است غشاهای اسمز معکوس در فشار های بالا بهره برداری شوند، افت فشار در خروجی سیستم کم می باشد و جریان زیرآب از آخرین غشاء با فشاری معادل 80 تا 90 درصد فشار تغذیه (اولیه) خارج می شود. در صورت هدایت زیرآب سیستم اسمز معکوس به آب های سطحی، باید این فشار اضافی قبل از تخلیه کاهش یابد. فشاری که در جریان زیرآب از طریق شیر کنترل زیرآب کم می گردد که این انرژی تلف شده است. زیرا که در سیستم تصفیه هیچ کار مفیدی انجام نمی دهد. به دلیل اینکه مقدار زیرآب هم از نظر انرژی و هم از نظر حجم زیاد می باشد، مقدار انرژی تلف شده نیز قابل توجه می باشد.