先利用孔徑在20～2000Ao(10-6.5-10-4.5cm)的半透膜進行超濾，可截留蛋白質、各類酶、細菌等膠體物質和大分子物質在濃縮液中，而水、溶劑、小分子和形成鹽的離子則可通過膜，進入透過水中。由于透過水水量減少，而鹽量沒變，所以透過水含鹽濃度增加。這時再用孔徑在1~20Ao(10-7.5-10-6.5cm)的半透膜進行反滲透，無機鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD等被截留在濃縮液中，只有水和溶劑進入透過水中，鹽在濃縮液中濃度進一步增加，送去蒸發結晶除鹽。

雙膜法除鹽的優勢在于大幅度降低了蒸發結晶除鹽的水量，從而明顯降低蒸發結晶除鹽的運行成本和投資。但要注意以下問題：

A.超濾前要調pH為中性、去硬度、去SS凈化等；

B.原水含鹽量在5000mg/L以下，否則透過水量就太低了，脫鹽率也降低；

C.當含鹽原水水量大時投資會很高；

D.由于膜要經常水洗、酸洗、堿洗保護，膜的使用壽命也有限，運行成本也是比較高的；

E.最大的問題是截留下的更高污染的濃縮液怎么辦？！如能提取有價物質或有大量可生化廢水稀釋一起處理還好，否則，如回用會增加污染積累；如焚燒，則投資和運行成本極高；

F.對含鹽量超過5000mg/L的廢水可直接蒸發結晶除鹽了，再用膜法沒什么意義，但是要提醒的是：蒸發結晶除鹽前還是要進行有效預處理的。