应用中过高的运行成本制约了RO膜分离技术的广泛推广。
一方面是由于RO系统操作压力高、能耗大，更重要的是伴随整个运行过程的膜污染不仅导致操作压力进一步加大、脱盐率下降，甚至需要频繁更换价格昂贵的RO膜元件。
RO系统在高压下运行时，进水中的悬浮物（SS）易堆积在RO膜表面形成滤饼层，溶解性有机物则可能吸附于膜面形成凝胶层，微生物或者其它胶体类物质等会依附于膜面，因水分子不断透过导致浓水中的无机离子浓度过高则将在膜表面沉淀析出，从而产生一系列有机污染、微生物污染和无机污染。
以水回收率50%～75%为例，其RO浓水中盐离子含量约为进水的2～4倍，膜表面产生的凝胶层或滤饼层还会大大降低Ca2+、Mg2+等难溶无机离子的溶度积。
可见，对于污废水深度处理而言，RO系统将面临多种污染的交互作用，运行和管理难度进一步加大。
为了充分发挥RO可以脱出原水中绝大部分一价盐离子和小分子有机物的技术优势，进水必须经过严格的预处理。
在工程中，一般控制RO进水的浊度＜1NTU、污泥污染指数（SDI）＜5。
SDI是用来衡量水中胶体、淤泥、铁锰氧化物和腐殖质等含量。
通常认为SDI＜3为极微量污染，SDI＞5为中等污染。
此外，在运行中还要通过调节进水pH或投加阻垢剂等方法以防止膜表面产生结垢污染。
2、RO膜分离技术在污废水处理中的应用2.1 高矿化度废水处理中的应用2.1.1 矿进水处理以矿井水为代表的高矿化度废水，其特点是矿化度高，尤其井下涌水，平均矿化度在1000mg/L以上，含有大量的Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、SO42-、HCO3-等离子，SS中有机成分少，COD低于1.5mg/L。
对于水资源严重缺乏的矿区，利用RO技术深度处理作为生产和生活用水已被广泛推广。
陈威等通过向矿井水中加药絮凝、沉淀和快速过滤作为预处理，去除水中绝大多数的SS，确保了RO进水浊度＜1NTU。
出水进一步经过RO处理，水中浊度去除率接近，脱盐率达到96%，产水达到了饮用水水质标准，处理成本约5.17元/m3。
考虑到高矿化度矿井水中铁、锰含量较高，且高浓度的Ca2+、SO42-离子可能在RO膜表面形成难以清除的CaSO4垢污染，王旭辉等通过曝气，将水中的Fe2+氧化成Fe3+；通过向曝气池中添加石灰乳调节水体pH，使Ca2+和Fe3+生成CaCO3和Fe(OH)3沉淀，再利用加入的PAM助凝剂和PAC絮凝剂使CaCO3和Fe(OH)3形成较大的絮体，于澄清池中去除；再通过锰砂滤池进一步将出水中的Mn2+降低到0.04mg/L。
超滤（UF）对大分子有机物、病原体及悬浮物具有较强的截留作用，通常处理出水的SS崔玉川等对高矿化度矿进水经RO技术处理用于生活饮用水的工程案例进行整理：当原水中SS＜50mg/L，可采用微絮凝直接过滤作为RO的预处理；当SS＞50mg/L，采用絮凝、沉淀、过滤作为RO的预处理；当Fe＞0.3mg/L，需考虑采用锰砂滤池进行除铁、过滤；当有机物含量较高时，需采用氯氧化、混凝、沉淀、过滤、活性炭吸附技术做预处理；当碳酸盐硬度较高时，为防止在RO膜表面产生CaCO3沉淀污染，预处理工艺中需增加离子交换和脱CO2技术。
对于其它难溶盐，可在RO进水前添加阻垢剂处理；当硅酸盐含量较高时，可在絮凝阶段投加石灰乳或MgO。
2.1.2 冶金行业废水处理钢铁工业作为高耗水、高污染的资源型产业，其耗水量已占全国工业总耗水量的14%，将其进行深度处理回用于生产和生活，减少吨钢耗新水量，已在冶金行业大力推行。
钢铁工业废水水质成分复杂，各项指标波动较大，尤其Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、SO42-、F-及SiO2等含量均较高，若不对高价金属离子进行预脱出，RO膜将会面临严重的无机污染。
方忠海针对经过二级生化处理后的太钢废水，首先利用曝气池曝气氧化，使Fe2+氧化为Fe3+，同时投加NaClO提高对水体中Fe2+的氧化能力及杀菌效果；出水加石灰乳调节pH、加PAM和PAC进行絮凝，再经沉淀、快速过滤及活性炭吸附，进一步去除水中的有机物、余氯、重金属离子等。
出水经UF处理后，加还原剂、阻垢剂及酸后进入RO系统。
其中，添加NaSO3还原剂的目的是防止水中余氯氧化芳香聚酰胺材质的RO膜。
终，一级RO主要去除水中大部分的溶解盐类、胶体、有机物等，产水一部分用作钢厂工艺用水，另一部分加碱后经二级反渗透、离子交换系统处理，用于高压锅炉补给水。
陈小青等在预处理澄清池中联合投加了粉末活性炭和石灰乳，以降低冶金工业废水中60%～70%有机物和油类及部分Ca2+、Ba2+等高价离子，水中的SS和胶体物质去除近90%。
可有效预防水中高浓度的SO42-、F（高含量分别为-402mg/L和3.96mg/L）在RO膜表面形成CaSO4、BaSO4和CaF2沉淀污染。
值得注意的是，活性炭虽然对有机物和SS吸附效果较好，但属于非选择性吸附，在富含SS的污废水前期预处理中使用，其高用量以及高价格势必增大水处理成本。
因此，一般只限用于工程应急使用。
2.2 难降解有机污废水处理中的应用2.2.1 印染废水和石化废水处理印染废水除含有大量染料、浆料外，还有无机盐、酸碱等成分。
其色度高达4000倍，具有水量大、有机污染物含量高、水质变化大、可生化性差等特点。
齐鲁青等采用O3-曝气生物滤池做预处理，与UF+RO双膜系统组合深度处理印染纺织废水。
在处理过程中，首先利用O3初步降解废水中的难降解有机物以提高其可生化性，再利用生物滤池进行生物降解和过滤，使水中的COD降低到27.4mg/L、SS