RO膜分離技術是以膜兩側靜壓差為推動力，以水分子為代表的小分子溶劑在克服滲透壓的情況下通過RO膜從而實現與雜質分離的膜過程。操作壓力一般在1.5～10.5MPa，可截留1～10A的小分子雜質。在水處理中，RO作為關鍵性設備，可以去除水中97%以上溶解性無機物、99%相對分子量300及以上的有機物、99%以上包括細菌在內的各種微粒及95%SiO2。

然而，在實際應用中過高的運行成本制約了RO膜分離技術的廣泛應用。一方面是由于RO系統操作壓力高、能耗大，更重要的是伴隨整個運行過程的膜污染不僅導致操作壓力進一步加大、脫鹽率下降，甚至需要頻繁更換價格昂貴的RO膜元件。RO系統在高壓下運行時，進水中的懸浮物（SS）易堆積在RO膜表面形成濾餅層，溶解性有機物則可能吸附于膜面形成凝膠層，微生物或者其它膠體類物質等會依附于膜面，因水分子不斷透過導致濃水中的無機離子濃度過高則將在膜表面沉淀析出，從而產生一系列有機污染、微生物污染和無機污染。以水回收率50%～75%為例，其RO濃水中鹽離子含量約為進水的2～4倍，膜表面產生的凝膠層或濾餅層還會大大降低Ca2+、Mg2+等難溶無機離子的溶度積。可見，對于污廢水深度處理而言，RO系統將面臨多種污染的交互作用，運行和管理難度進一步加大。

為了充分發揮RO可以脫出原水中絕大部分一價鹽離子和小分子有機物的技術優勢，進水必須經過嚴格的預處理。在工程中，一般控制RO進水的濁度＜1NTU、污泥污染指數（SDI）＜5。SDI是用來衡量水中膠體、淤泥、鐵錳氧化物和腐殖質等含量。通常認為SDI＜3為極微量污染，SDI＞5為中等污染。此外，在運行中還要通過調節進水pH或投加阻垢劑等方法以防止膜表面產生結垢污染。