Biofilm formation on membrane surfaces causes many operational problems such as a decrease inpermeate flux and an increase in hydraulic resistance. In this study, the ability of bacteria to pass throughmicrofiltration (MF) membranes and the growth potential of microfilterable bacteria were investigated inorder to understand biofouling in MF-reverse osmosis (RO) integrated membrane systems. Growth ofmicrofilterable bacteria in MF permeate was observed, indicating that not all MF membranes canguarantee the total rejection of bacteria. Changes in natural organic matter (NOM) characteristics andgrowth potential of bacteria during the treatment process are important factors in the occurrence ofbiofilm development in water treatment systems. Analysis of protein-like and humic-like substances inNOM of two successive RO stages revealed an increase in the concentrations of both biopolymers andhumic substances of RO concentrates. Unexpectedly, the use of antiscalants was seen to enhance thegrowth of bacteria in the RO feed water in this study. Bacterial 16s rRNA pyrosequencing revealed thatpassing source water through the MF membranes dramatically changed bacterial community structure.The bacterial communities that passed through the MF steps primarily belonged to the family Comamonadaceae.However, several bacteria groups including Flavobacteriaceae, Sphingobacteriaceae andSphingomonadaceae selectively composed the biofilm community formed on the RO membranes. Thus,understanding the selectivity and filterability of MF towards microorganisms involved in biofouling onRO membrane surfaces is crucial for the improvement of membrane-related operational processes.