污水中污染物通常可分為以下幾種：

①固體污染物 在水中以溶解態 (直徑小于1nm)、膠體態(直徑1~100nm)和懸浮態(直徑大于100nm)存在。在水質分析中則把能透過濾膜(孔徑約3~10μm)的叫溶解固體(DS)，不能透過的叫懸浮固體或懸浮物(SS)，兩者之和為總固體(TS)。固體懸浮物常用懸浮物含量和濁度兩個指標表征，用適當的膜分離技術可以取得分離效果。

②需氧污染物 能通過生物化學和化學作用消耗水中溶氧的物質稱需氧污染物，大多為有機物，一般采用生化需氧量(BOD)、化學需氧量(COD)、總需氧量(TOD)和總有機碳(TOC)來表征其污染程度。

③營養性污染物 廢水中所含氮 (N)和磷(P)是植物和微生物主要營養物，超過一定濃度會引起水的富營養化。此外還有油脂類污染物、生物污染物(如致病的細菌、病毒、蟲卵等)、酸、堿、金屬污染物、有毒污染物等。

  廢水中的這些成分對膜分離的用膜和分離過程都提出了特殊的要求。例如目前大量的商品反滲透膜大多對溶鹽有高脫除率，可成功用于海水和苦威水的脫鹽，但對工業廢水中所含有機物，特別是各種低分子量有機物的脫除情況，所知甚少，在一些復雜的工業廢水中還經常有組分間的相互干擾和膜污染加激等問題出現，必須根據處理系統和脫除組分的性質進行實驗或中試研究后，才能選用合適的膜和優化的工藝過程。