Le cause di formazione del fouling sono da attribuire generalmente alla tipologia di refluo, alla presenza di prodotti dell’attività microbica come prodotti microbici solubili (SMP), sostanze polimeriche extracellulari (EPS) e particelle esopolimeriche trasparenti (TEP). La presenza di tali frazioni è auspicabile nei convenzionali sistemi a fanghi attivi, poiché aiutano la formazione di fiocchi microbici e li rende facilmente depositabili. Mentre, grazie alla loro natura eterogenea, possono formare uno strato di gel che può fungere da barriera al flusso di permeato per i sistemi MBR.
Attualmente gli EPS, in forma legata o solubile (Fig. 4), sono considerati la principale causa di fouling su membrana negli MBR. Sono costituiti prevalentemente da proteine, polisaccaridi, acidi nucleici, lipidi, acidi umici, ecc. che si trovano all’interno o all’esterno della superficie cellulare. I polisaccaridi sono generalmente trattenuti dalle membrane in misura maggiore rispetto le proteine, che tendono ad accumularsi nella miscela liquida \cite{Meng_2009}. A causa della loro struttura, gli EPS possiedono una vasta superficie e trasportano numerosi gruppi funzionali, esercitando grandi influenze sulle caratteristiche fisico-chimiche dei fiocchi di fango, tra cui idrofobicità, adesione, proprietà di sedimentazione, flocculazione e disidratazione, e quindi influenzano in modo significativo il fouling su membrana negli MBR \cite{Lin_2014}.