反渗透膜深度净水系统优化运行是解决和防止膜污染，提高系统运行可靠性和经济性的重要手段。本文系统地提出了反渗透膜深度净水系统优化运行的经济目标函数，考虑运行费用构成中的主要可变部分是膜组件运行电费和活性炭滤柱反冲洗水费，据此，建立了活性炭一反渗透膜（GAC-RO）系统试验装置进行了一系列试验。利用GAC-RO系统试验装置，以自来水为原水，建立了反渗透膜的渗透通量模型，并由此得到了膜组件运行电费模型。由电费模型得出，降低渗透通量，提高回收率，可以降低膜组件运行电费，提高试验系统的经济性。由于得出的渗透通量模型没有考虑膜给水pH值、水温等给水特性的影响，所以试验还研究了主要的给水特性及运行条件对膜主要性能特性的影响。结果表明，提高操作压力或升高给水温度，渗透通量将增加。pH值与给水浓度对渗透通量也有影响，pH值或给水浓度越小，渗透通量就越大，这些均是提高渗透通量的有利因素。而操作压力提高、温度降低、回收率增大、pH值升高、给水浓度降低等均是提高脱盐率的有利因素。试验中膜面流速和操作时间对膜主要性能特性的影响不显著，膜面流速或操作时间的改变对渗透通量和脱盐率基本上没什么影响。在不同种类的原水条件下，研究了活性炭滤柱反冲洗水费模型。又综合反渗透膜的渗透通量模型得出了反渗透膜深度净水处理系统的可变费用模型。从可变费用模型得出，三个控制变量中，渗透通量是影响系统可变费用的主要因素，其次是回收率，而活性炭原水浊度对系统可变费用影响最小，另外还得出，膜组件运行费用远比活性炭滤柱反冲洗水费高。在本试验中，当操作压力为520K2a，回收率为14.36％，渗透通量为0.47m³/（m²·d），活性炭进水浊度为5ntu时，系统可变费用最经济，即f_min=2.21元/m³。本文还探讨了活性炭滤柱出水浊度目标值对运行工况的影响，试验结果发现，提高活性炭滤柱出水水质标准，反冲洗水费增加，系统最经济费用增加，提高了系统运行的代价。最后，本文探讨了活性炭滤柱反冲洗水费模型的重要约束条件——水质卫生安全性的若干问题。研究结果表明，活性炭滤后水中的CODM_Mn和UV₂₅₄主要受到活性炭原水浊度的影响。活性炭原水浊度的确定，要以活性炭滤后出水水质符合标准为准则。本试验中，当活性炭原水浊度增加3倍时，滤后水中的COD_Mn和UV₂₅₄均增加约7％。