在反渗透水处理系统运行过程中，若系统设计不合理或运行控制不当，必然会出现膜污染的情况。在膜污染的几种类型中（沉淀污染、微生物污染、胶体污染等），微生物污染在反渗透水处理中所造成的运行问题是严重的一种。微生物的一个重要特征是它们具有对营养水动力或其他条件变化作出迅速生化和基因调节的能力。因此，生物污染比非活性的胶体污染或矿物质结垢危害性更大。目前，国内在反渗透水处理系统运行中，膜的微生物污染问题日渐突出。
由于地表水、浅层地下水及中水中都存在着微生物，预处理系统未进行正常有效杀菌工作，微生物就会进入RO组件，而RO组件内部潮湿阴暗可为微生物生长提供理想环境，这些微生物将以反渗透膜为载体，借助反渗透浓水段的营养盐而繁殖生长，在温较热的条件下，微生物的生长更是迅速，几天之内便可在反渗透膜表面形成生物膜层，导致反渗透系统进出水间压差迅速增大，产水量与脱盐率快速下降，同时污染产品水。
预处理药剂也是微生物污染源，如辅助除去悬浮物体的絮凝剂（PAM）过量，会给微生物提供适宜的生长环境。
在RO 系统中，主要存在的是好氧性细菌，一般未见真菌和霉菌，原水罐、水箱等是滋生细菌的主要场所；其次RO处理器内部也有细菌的生长（由于膜的有机材料给细菌的生长提供了一定的条件）；另外加药罐（阻垢剂等）长期未清理也容易滋生微生物。
大量微生物在膜、组件内的大量繁殖和代谢，产生大量的胶体物质，致使膜被堵塞，会增大给水压降，造成产水量下降。微生物新陈代谢形成的生物黏膜有较强的黏性，几乎不受水流剪切力影响，一旦形成，很难通过反洗、正洗等常规手段集中去除，长期积累形成生物黏泥。保安过滤器过滤精度较高，对微生物滋长造成的通量变化敏感，宏观表现就是滤芯压差短期内快速上升，到0.1MPA需更换滤芯，春、夏季随着水温的持续上升，微生物繁殖速度加快，滤芯堵塞现象表现得更加明显。反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此，能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97－98％），但大量微生物繁殖破坏膜的性能，导致产水微生物超标。
醋酸纤维素膜装置是目前超纯水制造系统中常用且经济的反渗透装置。但其的缺点之一就是抗微生物的侵蚀能力较差。大量微生物繁殖要吞食反渗透膜、脱盐层被侵蚀而使脱盐率下降，并造成膜寿命缩短，使膜结构的完整性遭到破坏，甚至造成重大系统故障。
防止微生物污染的方法通常是采取有效的杀菌处理措施，有氯气及NaClO、ClO2、KMnO4、H2O2、O3、紫外线照射等常规方法，控制重点是选取合适的杀菌剂，足够长的接触时间，预处理阶段采用氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂控制微生物，处于抑菌状态。预处理阶段为控制絮凝效果，多采用PAC/PAM；PAFC/PAM进行絮凝沉淀处理，要严格控制PAM用量，以防过量造成微生物滋生。
系统运行过程中，需要定期对加药罐及水箱进行杀菌处理，减少细菌滋生。
