為了改善反滲透系統的操作性能，在進水中可以加入添加下列一些藥劑：酸、堿、殺菌劑、阻垢劑和分散劑。
1 加酸-防止結垢
在進水中可以加入鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)來降低pH。硫酸價格便宜、不會發煙腐蝕周圍的金屬元器件，而且膜對硫酸根離子的脫除率較氯離子高，所以硫酸比鹽酸更為常用。沒有其他添加劑的工業級硫酸即適宜于反滲透使用，商品硫酸有20%和93%兩種濃度規格。93%的硫酸也稱為66波美度硫酸。在稀釋93%硫酸時一定要小心，在稀釋到66%時發熱可將溶液的溫度提升到138℃。一定要在攪拌下緩慢地將酸加入水中，以免水溶液局部發熱沸騰。鹽酸主要在可能產生硫酸鈣或硫酸鍶結垢時使用。使用硫酸會增加反滲透進水中的硫酸根離子濃度，直接導致硫酸鈣結垢傾向增加。工業級的鹽酸(無添加劑)購買非常方便，商品鹽酸一般含量為30-37%。
降低pH的首要目的是降低RO濃水中碳酸鈣結垢的傾向，即降低朗格里爾指數(LSI)。LSI是低鹽度苦咸水中碳酸鈣的飽和度，表示碳酸鈣結垢或腐蝕的可能性。在反滲透水化學中，LSI是確定是否會發生碳酸鈣結垢的是個重要指標。當LSI為負值時，水會腐蝕金屬管道，但不會形成碳酸鈣結垢。如果LSI為正值，水沒有腐蝕性，卻會發生碳酸鈣結垢。
LSI由碳酸鈣飽和的pH減去水的實際pH。碳酸鈣的溶解度隨溫度的上升而減小(水壺中的水垢就是這樣形成的)，隨pH、鈣離子的濃度即堿度的增加而減小。LSI值可以通過向反滲透進水中注入酸液(一般是硫酸或鹽酸)即降低pH的方法來調低。推薦的反滲透濃水的LSI值為0.2(表示濃度低于碳酸鈣飽和濃度0.2個pH單位)。還可以使用聚合物阻垢劑來防止碳酸鈣沉淀，一些阻垢劑供應商聲稱其產品可以使反滲透濃水的LSI高達+2.5(比較保守的設計是LSI為+1.8)。
2 加堿-提高脫除率
在一級反滲透中加堿使用較少。在反滲透進水中注入堿液用來提高pH。一般使用的堿劑只有(NaOH)，購買方便，而且易溶于水。一般不含其他添加劑的工業級便可滿足需要。商品有99%的片堿，也有20%和50%的液堿。在加堿調高pH時一定要注意，pH升高會增加LSI、降低碳酸鈣及鐵和錳的溶解度。常見的加堿應用是二級RO系統。在二級反滲透系統中，一級RO產水供給二級RO作為原水。二級反滲透對一級反滲透產水進行“拋光”處理，二級RO產水的水質可達到4兆歐。在二級RO進水中加堿有4個原因：
a.在pH8.2以上，二氧化碳全部轉化為碳酸根離子，碳酸根離子可以被反滲透脫除。而二氧化碳本身是一種氣體，會隨透過液自由進入RO產水，對于下游的離子交換床拋光處理造成不當的負荷。
b.某些TOC成分在高pH下更容易脫除。
c.二氧化硅的溶解度和脫除率在高pH下更高(特別是高于9時)。
d.硼的脫除率在高pH下也較高(特別是高于9時)。
加堿應用有一個特例，通常被叫做HERO(高效反滲透系統)過程，將進水pH調到9或10。一級反滲透用來處理苦咸水，苦咸水在高pH下會有污染問題(比如硬度、堿度、鐵、錳等)。預處理通常采用弱酸性陽離子樹脂系統和脫氣裝置來除去這些污染物。
3 脫氯藥劑-消除余氯
RO及NF進水中的游離氯要降到0.05ppm以下，才能達到聚酰胺復合膜的要求。除氯的預處理方法有兩種，粒狀活性炭吸附和使用還原性藥劑如亞。在小系統(50-100gpm)中一般采用活性碳過濾器，投資成本比較合理。推薦使用酸洗處理過的優質活性炭，去除硬度、金屬離子，細粉含量要非常低，否則會造成對膜的污染。新安裝的碳濾料一定要充分淋洗，直到碳粉被除去為止，一般要幾個小時甚至幾天。我們不能依靠5μm的保安過濾器來保護反滲透膜不受碳粉的污染。碳過濾器的好處是可以除去會造成膜污染的有機物，對于所有進水的處理比添加藥劑更為可靠。但其缺點是碳會成為微生物的飼料，在碳過濾器中孳生細菌，其結果是造成反滲透膜的生物污染。
亞硫酸氫鈉(SBS)是較大型RO裝置選用的典型還原劑。將固體偏亞硫酸氫鈉溶解在水中配制成溶液，商品偏亞硫酸氫鈉的純度為97.5-99%，干燥儲存期6個月。SBS溶液在空氣中不穩定，會與氧氣發生反應，所以推薦2%的溶液的使用期為3-7天， 10%以下的溶液使用期為7-14天。從理論上講，1.47ppm的SBS(或0.70ppm偏亞硫酸氫鈉)能夠還原1.0ppm的氯。設計時考慮到工業苦咸水系統的安全系數，設定SBS的添加量為每1.0ppm氯1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游，設置距離要保證在進入膜元件有29秒的反應時間。推薦使用適當的在線攪拌裝置(靜態攪拌器)。
多介質過濾器
從水中去除懸浮固體普遍的方法是多介質過濾。多介質過濾器以成層狀的無煙煤、石英砂、細碎的石榴石或其他材料為床層。
在單一介質過濾器中，較細的顆粒材料反洗至床的頂部。大多數過濾發生在床頂部5cm區域內，其余作為支撐介質。有一泥漿層形成。雖然單一介質過濾器的濾速限制為81.5—163L/(min.m2)過濾面積，多介質過濾器的水力過程流速可高達815L/(min.m2)，但因高水質的要求，通常在RO預處理中流速限制在306L/(min.m2)。
由于膠體懸浮物既很細小又由于介質電荷之間的排斥，所以單獨過濾不起作用。在這些情況下，在過濾前必須加絮凝劑或絮凝化學藥品。常用的絮凝劑有三氯化鐵、礬和陽離子聚合物。因為陽離子聚合物在低劑量下就有效果，且不明顯地增加過濾器介質的固體負荷。另一方面，如果陽離子聚合物進入現在采用的某些通用的膜上，則它們卻是非常強的污染物。很少量的陽離子聚合物就能堵塞這些膜，且往往難以去除。務須謹記當用陽離子聚合物作為過濾助劑時，必須小心使用。
