Загрязнение мембраны относится к явлению, возникающему в процессе мембранного разделения, когда твердые частицы, коллоидные частицы, макромолекулы растворенных веществ, неорганические ионы и микроорганизмы, присутствующие в сточных водах, вступают в физическое, химическое или механическое взаимодействие с мембраной. Это приводит к адсорбции и осаждению на поверхности мембраны или внутри её пор, вызывая уменьшение размера пор или их засорение. В результате увеличивается сопротивление мембраны проницаемости воды, затрудняется растворение и диффузия раствора на поверхности мембраны, что в конечном итоге приводит к необратимому изменению мембраны — снижению её проницаемости и ухудшению сепарационных характеристик.

Загрязнение мембраны можно классифицировать на четыре основные категории: загрязнение due к адсорбции и росту микроорганизмов, загрязнение due к адсорбции органических веществ, загрязнение due к агрегации коллоидов и частиц, и загрязнение неорганическими веществами. В реальных рабочих условиях механизмы загрязнения довольно сложны, и различные типы загрязнения часто происходят одновременно.

Образование отложений (Скеилинг): Возникает, когда катионы и анионы достигают состояния насыщения, образуя кристаллы, которые адсорбируются на поверхности мембраны. Распространенные отложения включают труднорастворимые вещества, такие как карбонат кальция (CaCO3), сульфат кальция (CaSO4), сульфат бария (BaSO4), сульфат стронция (SrSO4) и др. Часто происходит в конце мембранной системы.

Органическое загрязнение: Образуется due к адсорбции органических молекул. Распространенные загрязнители включают полиэлектролиты, жиры, масла и др. Присутствует на всех этапах работы системы.

Коллоидное загрязнение: Образуется due к дегидратации и полимеризации коллоидов, электроадсорбции и осаждению частиц. Основные загрязнители — соединения металлов, таких как железо (Fe), алюминий (Al), кремний (Si) и др. Часто происходит в начале мембранной системы.

Биологическое загрязнение (Биофоулинг): Образуется due к адгезии и росту микроорганизмов. Этот тип загрязнения присутствует на всех этапах работы системы.