起垢是难溶性的盐类在膜表面析出固体沉淀，防止结垢的方法是保证难溶解性盐类不超过饱和界限。结垢不仅会在膜表面发生，有时甚至在系统的管路内部也会发生。
在反渗透和纳滤系统中析出的垢主要是无机成分，以碳酸钙为主。碱性时会形成包括氢氧化镁在内的等的各种难溶解氢氧化物。在天然的水源中存有的主要难溶性盐类主要有：碳酸钙（CaCO3）、硫酸钡BaSO4）、硫酸钙（CaSO4）、氟化钙（CaF2）、硫酸锶（SrSO4）和二氧化硅（SiO2）。一般来说，盐的溶解度受在水中成分的浓度、pH 值、温度以及共存的其它盐分浓度影响，难溶盐的溶解度通常用溶度积（Ksp ）来表示，溶度积越小溶解度就越低。
在反渗透系统设计的时候特别有必要注意的是钡（Ba2+ ）和锶 （Sr2+ ）。钡一般只存在在天然的水中，在井水中的钡浓度在0.05 – 0.2 mg/L 之间，钡的检出级别是1 μg/L。原水中钡的临界浓度在海水中是15 μg/L 以下，苦咸水中是5 μg/L 以下。当在原水中投加硫酸时，需注意在控制给水中钡的浓度在2 μg/L 以下。锶的分析必须检测到1 mg/L 数量级。硫酸根浓度的增加以及水温的降低，会导致硫酸锶的溶解度下降。通常井水中的锶含量在15 mg/L 以下。
此外，一些天然水体中含量不高的无机物由于人为原因（如：加药等）会被带入给水中，例如：磷酸根、铁和铝，这些无机盐往往溶度积很低，极易发生结垢，因此当系统投加药剂（包 括：絮凝剂、助凝剂、阻垢剂、酸和碱等）时，必须注意这些人为引入的离子成分的影响。有时甚至会出现投加的不同药剂发生相互作用导致难溶物质析出，进而污染膜元件的情况。因此在投加多种药剂时，应该注意这些药剂的成分，有条件的最好通过试验确认它们的兼容性。 水溶解物质的能力根据水的pH 值不同有很大变化。原水中的碳酸钙依据加酸量的不同，碳酸根会变成碳酸氢根或二氧化碳气体。下列化学反应式就描述了碳酸盐在水中的平衡。
Ca2+ + CO32- + H+ → Ca2+ + HCO3-
Ca2+ + HCO3- + H+→ Ca2+ + H2CO3→ Ca2+ + CO2+ H2O
根据以上平衡，调节pH 值到酸性区域，可以起到防止碳酸钙析出的作用，从而避免结垢。
是否生成碳酸钙垢的表征指标可以用朗格利尔饱和指数（LSI）进行评价。
LSI = pH – pHs （TDS < 4 000 mg/L）
式中：pHs—— 水中的碳酸钙饱和时的pH 值；
pH —— 实际水溶液的浓水pH 值。
大多数反渗透系统中，浓水侧的pH 值会高于进水的pH 值，因此在考虑LSI时务必要考虑浓水侧的pH 值。通常评判是否结垢的方法如下：
LSI ≤ 0 →不结垢
LSI > 0 →会结垢
当原水中的含盐量过高时，LSI 就不适用了，这时需要用Stiff & Davis 指数（SDSI）进行评价。
SDSI = pH – pCa – pAlk – K （TDS > 4 000 mg/L）
式中：pCa —— 钙浓度的负对数值；
pAIk —— 碱度的负对数值；
K —— 系数，和水温和离子强度互有关。 当通过计算或者软件模拟发现反渗透浓水的LSI 或SDSI 指数大于0 时、或其他难溶盐超过其溶度积时，为了防止无机盐结垢，可以在原水中加入阻垢剂。 碳酸钙结垢可以用LSI （当TDS < 4 000 mg/L 时）或SDSI （当TDS > 4 000mg/L 时）进行估算。碳酸钙结垢与LDI的关系及处理方法见右图中的表格
阻垢剂的添加量：
六偏磷酸钠（SHMP）：浓水中浓度一般控制到20~40mg/L，根据回收率调节添加浓度，在RO系统进水口添加。
有机系阻垢剂：一般根据阻垢剂制造厂家的计算软件添加。
除碳酸盐以外，很多其他无机盐同样具有较低的饱和溶解度。在反渗透系统中经常遇到的有：硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、一些磷酸盐以及部分金属的氢氧化物，甚至还有硅。这些物质需要有针对性采用不同的专用阻垢剂。 含有钙、镁等硬度成分的水作为锅炉或者冷却水使用时，硬度成分会在传热面或管线内侧沉淀。可以采用絮凝、沉淀、过滤、化学软化或者离子交换等方法对水进行软化。
石灰软化法是通过添加氢氧化钙而起到降低硬度的目的。
Ca（HCO3) + Ca(OH)2 → 2 CaCO3↓ + 2 H2O
Mg(HCO3)2 + Ca (OH)2→ CaCO3↓ + Mg(OH)2·H2O
非碳酸硬度通过添加碳酸钠可以起到降低的作用：
CaCl2 + Na2CO3 → 2 Na2CO3 + CaCO3 ↓
石灰软化工艺还可以降低硅的浓度。添加铝酸或者二氯化铁，在沉淀物中会含有碳酸钙、硅酸、氧化铝和铁的混合物。采用60 – 70 ℃的高温石灰脱硅酸工艺，加入石灰和氧化镁，可以把硅酸浓度降低到1 mg/L 以下。而且通过石灰软化处理还可以明显的降低钡、锶以及部分有机物。 反渗透以及纳滤系统的回收率和原水中溶解物质的浓缩倍率有直接关系，回收率50%的系统，浓缩倍数是2 倍；回收率75 %时，浓缩4 倍；回收率80 %时，则浓缩5 倍；回收率达到90 %时，相当于浓缩10 倍。膜系统内由于浓差极化现象的存在，膜表面的料液含盐量会变得更高。因此，原水由于被浓缩，膜表面的污染会比想象中发生的更快，一般回收率在苦咸水脱盐处理中设在50 – 80 %的左右。系统的运行条件、原水的特性状态等因素会影响回收率的确定，一旦选择过高的回收率，就会面临结垢的形成和急速的污染的风险。
由此，按照实际情况适当的设定回收率就显得尤为重要。基于原水的水质分析数据结合把握其四季变动范围，考虑前处理和产水的回收率、运行温度等相关的反渗透系统设计方式，设定运行条件。
