膜污染是由于金屬氧化物、有機或無機膠體、細菌或其它小顆粒有機物而引起的。防止膜污染的措施很多，例如改進膜材料性能和膜組件結構。現在膜制備的關鍵就是要解決膜污染問題，使生產的膜不僅具有高的物理化學穩定性，而且具有強的抗污染性能。化學清洗、空氣反洗和維持反應器中一定濃度的PAC是降低膜有機污染的有效方法，用次氯酸鈉進行化學清洗能有效去除有機污染物。每間隔1h進行空氣反洗3min可以有效防止PAC顆粒沉積和凝膠層形成。
陶瓷膜反應器在高通量下穩定運行時，反洗強度影響膜污染程度，實驗證實降低膜污染的方法是保持短的反洗周期。通過分析發現，通過加大反洗強度可以使由鋁絮體顆粒引起的不可逆污染變為可逆污染。研究表明，用陶瓷膜結合預混凝系統處理河水，在高強度的反洗和酸洗條件下，維持通量高達250～417L/m2·h是可能的。高強度反洗指縮短反洗周期，增大反洗水量或者用氣水聯合反洗，該法可以有效防止微小顆粒污染。
有報道通過改進反洗方式來降低膜污染，改進后的反洗技術與常規的反洗不同，常規反洗在每個反洗周期，只反沖一次，而新的反洗是在每個反洗周期連續反沖兩次，實驗證明是很有效的。利用這種新的反洗技術結合超濾用水庫水生產飲用水，需要的混凝劑投量小并且出水水質好。當污染發生時，進行化學清洗可以基本恢復到初始狀態，清洗劑為0.1%的檸檬酸溶液。
雖然高濃度PAC膜生物反應器有很多優點，對NOM和DBPs有很高的去除率，但是膜污染是膜生物反應器用于飲用水處理的一個限制因素。韓國的GTSeo等人通過中試實驗研究膜污染機理，實驗分別在TMP為0.04MPa下運行20d和3年。實驗證明PAC濃度越高，在相同TMP下，運行時間就越短，這是由于膜表面的PAC層阻力導致的，但是當PAC濃度為40g/L時，TMP可以維持在0.04MPa以下。濾餅層和凝膠層阻力占總阻力的90%，用空氣反洗（150L/m2·h）可以使運行時間增加兩倍。進水中憎水有機物和親水有機物所占比重是影響膜污染的主要因素，憎水和親水成分分別在進水中占15%和74.4%，出水中憎水部分稍有降低。但是在膜內部的有機污染組成卻不同，憎水部分和親水部分分別占41.4%和38.9%，說明親水有機物比憎水有機物更容易通過親水膜。
韓國的Chul-WooJung等人研究了膜材料和混凝預處理對NOM的去除以及對膜污染的影響，超濾去除NOM的能力主要取決于膜材料及膜的切割分子量，還有NOM與膜表面的相互作用以及操作條件等。吸附動力學表明憎水有機物比親水有機物更快的吸附在超濾膜上，親水膜的污染速率較低。混凝預處理可以顯著提高通量，不管有無預處理，憎水膜比親水膜通量降低顯著。過濾動力學表明混凝預處理不僅可以有效降低膜污染，而且可以提高對溶解性有機物的去除，憎水膜由于顆粒沉積導致膜孔減小要比親水膜嚴重。
日本KatsukiKimura等人研究了用超濾技術處理地表水時混凝預處理對防止膜污染所起的作用。實驗證明，混凝沉淀預處理可以顯著消除膜的可逆污染，但是對不可逆污染卻沒有什么作用。主要因為不可逆污染主要是由多糖和蛋白質引起的，混凝預處理不能有效去除多糖和蛋白質。由于水庫和湖水富營養化，嚴重影響飲用水質量，泰國SandhyaBabel等人研究了藻類對微濾膜的污染情況。實驗表明，藻類能引起顯著的膜污染，濾餅層阻力與膜材料無關。在較低的進水藻類濃度下，濾餅層阻力很低可以忽略，但是當藻類沉積較多時，濾餅層阻力就很顯著。在不變的TMP和相同沉積量下，藻類濃度較低的進水所過濾的體積要大于藻類濃度較高的進水。當藻類沉積密度大于2g/m2時，濾餅層阻力與進水濃度呈線性關系。化學混凝和臭氧氧化預處理可以有效的降低濾餅層阻力、延長膜的使用壽命。
當前飲用水處理領域，多數研究者關心如何提高對NOM的去除率以及通過把小的膠體變為大的絮體來控制膜污染，但很少有人研究改變絮體結構對膜過濾性能的影響。韓國的Min-HoCho等人用不規則度來說明絮體結構對過濾性能的影響，絮體不規則度越小，濾餅層孔隙率越高、密度越小；相反，絮體不規則度越大意味著濾餅層孔隙率越低、密度越大。混凝劑投量和膠體濃度的比值影響絮體的不規則度，通過調節混凝劑和膠體的比例確定混凝條件，使形成的絮體具有小的不規則度和大的尺寸，形成的濾餅層具有更好的過濾性能，降低濾餅層阻力。實驗證明當混凝劑投量與膠體濃度的比值在0.25～0.5范圍時，形成的絮體結構。溶液中的離子力只影響絮體尺寸，當離子濃度增加時，絮體顆粒變大，但是不規則度基本不變。