עקרון העבודה של מערכת התפלת מי ים באוסמוזה הפוכה הוא שימוש בטכנולוגיית הפרדת ממברנות אוסמוזה הפוכה, והממברנה עם סלקטיביות לחומרים החדורים הופכת לממברנה חדירה למחצה.- בדרך כלל, ממברנה שיכולה לחדור רק לממס אך לא לממס נחשבת כממברנה חדירה למחצה אידיאלית.
גודל הלחץ האוסמוטי תלוי בסוג הסם, והריכוז והטמפרטורה קשורים למאפיינים של הממברנה החדירה למחצה. אם מופעל לחץ גדול מהלחץ האוסמוטי בצד התמיסה המרוכזת, הממס שבתמיסה המרוכזת יזרום לתמיסה המדוללת, וכיוון הזרימה של הממס הזה מנוגד לכיוון החדירה המקורי. תהליך זה נקרא אוסמוזה הפוכה.
למכשיר לטיפול התפלת מי ים אוסמוזה הפוכה יש את המאפיינים הבאים:
1. למכשיר מבנה קומפקטי, נפח קטן והתקנה פשוטה.
2. הציוד לטיפול בהתפלת מי ים קל לתפעול ולתחזוקה, וקל לניהולו ללא פירוק לצורך ניקוי ותחזוקה.
3. למערכת אין דרישות גבוהות לטמפרטורת מי הכניסה. כל עוד ניתן להשתמש במי הים בכל טמפרטורה רגילה שבין 5 מעלות ל-45 מעלות להתפלה, והציוד הימי מצויד בדרך כלל בהספק נמוך, המנוע הראשי ומנוע העזר עובדים.
טיפול מקדים של אספקת מים בתהליך ציוד התפלת מי ים הוא המפתח להבטחת הפעולה היציבה לטווח ארוך של מערכת האוסמוזה ההפוכה. בעת גיבוש התוכנית לטיפול מקדים במי ים, יש לשקול באופן מלא את קיומם של מספר רב של מיקרואורגניזמים, חיידקים ואצות וזיהומים אחרים במי הים. הגידול של מיקרואורגניזמים לא רק יביא הרבה צרות למתקני צריכת מים, אלא גם ישפיע ישירות על הפעולה הרגילה של ציוד התפלת מי ים ופרויקטים של התפלת מי ים. גאות ושפל תקופתיים, כמות גדולה של משקעים נבלעת במי הים, והעכירות משתנה מאוד, מה שקל לגרום לפעולה לא יציבה של מערכת טיפול הקדם במי ים. מי הים הם קורוזיביים ביותר, ולכן יש לסנן את החומרים של הציוד, השסתומים ואביזרים המשמשים במערכת כדי להבטיח עמידות טובה בפני קורוזיה.
