Il fouling risulta essere il principale svantaggio della tecnologia MBR in quanto determina una perdita di efficienza della membrana. Si definisce pore blocking, quando le particelle hanno dimensioni inferiori a quelle dei pori e ne provocano l’occlusione parziale o totale. Si definisce cake deposition la formazione di uno strato di particelle caratterizzate da dimensioni più grandi di quella dei pori della membrana (Hongyu Li et al. _2010). Il fouling può essere classificato in fouling reversibile se rimosso con la pulizia fisica, irreversibile se rimosso solo tramite la pulizia chimica e irrecuperabile se si sviluppa in tempi più lunghi e non può essere rimosso da alcun tipo di trattamento, motivo per il quale in seguito all’accumulo di questa aliquota nel tempo, è necessario provvedere alla sostituzione della membrana stessa (Jelena Radjenovi´ et al., 2008). Il fouling inoltre presenta una serie di impatti negativi come: la riduzione del flusso di permeato, l’aumento della pressione di transmembrana (TMP), gli elevati consumi energetici dovuti all’insufflazione di aria che ne rallenta il processo e frequenti pulizie della membrana fin quando non è necessaria la sostituzione della membrana stessa (Chang, 2002).
I principali precursori del fouling sono sostanze viscose definite Sostanze Polimeriche Extracellulari (EPS), se legate ai fiocchi, e Prodotti Microbici Solubili (SMP), se liberamente presenti nel surnatante (Wang et al., 2008). Altro gruppo, è quello delle Particelle Esopolimeriche Trasparenti (TEP) (Berman e Holemberg, 2005). Le EPS e gli SMP si compongono di polisaccaridi, proteine, lipidi, acidi nucleici e altri composti polimerici, che possono provenire dalla lisi cellulare, da metaboliti microbici o componenti dei reflui non metabolizzati (Flemming & Wingender; 2001). I polisaccaridi e le proteine sono considerati le principali frazioni responsabili della formazione del fouling (Rosenberger et al., 2005). Per quanto riguarda le TEP, sono particelle trasparenti e che mostrano le caratteristiche dei gel. Le TEP non solo contengono polisaccaridi, ma possono anche includere proteine, lipidi, aminoacidi, elementi traccia e metalli pesanti. Ciò suggerisce che il TEP può essere una fonte di nutrienti e siti di attaccamento per i microrganismi. Si tratta di grandi particelle organiche che si trovano solo nell'acqua di mare, nell'acqua di superficie e, secondo recenti studi, nelle acque reflue (Passow et al., 1995).