污水中的污染物通常可分为以下几类。

①固体污染物 以溶解态（直径小于1nm）、胶体态（直径1~100nm）和悬浮态（直径大于100nm）存在于水中。 在水质分析中，能穿透滤膜（孔径约3~10μm）的称为溶解固体（DS），不能透过的称为悬浮固体或悬浮物（SS），两者之和为总固体（TS）。悬浮物通常以悬浮物含量和浊度两个指标来表征，采用适当的膜分离技术即可达到分离效果。

②需氧污染物 能通过生物化学和化学作用消耗水中溶解氧的物质称为好氧污染物，其中大部分是有机物质。一般采用生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、总需氧量(TOD)和总有机碳(TOC)来表征其污染程度。

③营养性污染物 废水中所含的氮（N）和磷（P）是植物和微生物的主要营养物质。超过一定浓度会导致水体富营养化。

此外，还有油脂类污染物、生物污染物（如致病菌、病毒、虫卵等）、酸类、碱类、金属污染物、有毒污染物等。

废水中的这些成分对膜分离的用膜和分离工艺提出了特殊要求。例如，目前市售的反渗透膜大多具有较高的溶盐去除率，可成功用于海水和苦威水的脱盐，但对工业废水中所含有机物，特别是各种低分子量有机物的脱除情况，鲜为人知。在一些复杂的工业废水中，经常会出现成分相互干扰和膜污染加激等问题。有必要根据处理系统和脱除组分的性质进行实验或中试研究后，才能选用合适的膜和优化的工艺过程。