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反渗透涉及一个离子排除过程（ionic exclusion process）。只有溶剂能够通过半透膜（反渗透膜），而所有的离子以及溶解性分子（包括各种盐和糖分）被截留。这种反渗透膜对盐（离子）的截流是通过电荷反应现象（charge phenomena action）实现的，带电量越大，截流率越大。因此膜可以强烈的（>99%）截留多价离子，而对单价离子——比如钠——只能截流95%。
基于这样的原理，在反渗透膜开始工作的一段时间，离子根本就无法截流。这时的产水离子含量很大，我们为此提供一个转向阀，自动把这部分水排出到废水池，直到水质达到可以接受的水平才收集产水。
因此，尽管反渗透膜孔径只有100道尔顿，但是它仍能够去除小于100道尔顿的离子。
反渗透（RO）纯化柱使用的滤膜类型
目前常用于反渗透（RO）的两种膜为乙酸纤维素脂(CA)膜和复合聚酰胺薄膜(TFC PA) 。前者是一种整合膜，而后者是复合膜。
醋酸纤维素脂膜（CA）
CA膜原本用于盐水的过滤，由于在高压下膜的可压缩性， 从未用于海水的过滤。它的pH,温度，和性能极限影响了它的普及。但是在许多领域，还是会使用CA膜，由于其高氯和防结垢能力。
复合聚酰胺薄膜 (TFC PA)
发明于上世纪八十年代， 在脱盐的水流速度和截流率方面，TFC膜是一个大的突破。一般地，复合膜是由一层聚砜膜支撑一层薄薄的聚酰胺膜.TFC 膜有很好的温度和pH值的耐受能力，但是不耐氧化，特别是氯。所以活性炭的预处理是十分重要的。
