滲透和反滲透現象
半透膜的原理主要基於滲透和反滲透現象。半透膜是一種具有選擇性的薄膜，它允許某些分子和離子通過，而阻止其他分子和離子通過。在半透膜兩側放置不同濃度的溶液時，溶劑會自發地從低濃度溶液側穿過半透膜流向高濃度溶液側，這個過程稱為滲透。當滲透達到平衡時，高濃度溶液側的液面會比低濃度溶液的液面高出一定高度，形成滲透壓。如果在高濃度溶液側施加一個大於滲透壓的壓力，溶劑的流動方向將與原來的滲透方向相反，開始從高濃度溶液向低濃度溶液一側流動，這個過程稱為反滲透。
半透膜的孔隙大小通常比離子和小分子物質大，但比生物大分子如蛋白質、澱粉等小，這使得它只能允許一定大小的分子通過。例如，如果使用半透膜將淡水和鹽水隔開，膜只讓水分子通過，而不讓溶質通過。由於淡水中的水分子化學位比鹽水中的化學位高，因此水分子會自發地通過膜滲入鹽水中，直到達到平衡。
在實際套用中，半透膜技術已廣泛套用於水處理工藝，使用反滲透技術可以去除原水中的無機離子、細菌、病毒、有機物及膠體等雜質，以獲得高質量的純淨水。