Trong các công nghệ khử mặn nước biển sử dụng màng lọc, chưng cất màng MD khá an toàn khi xét về khía cạnh bẩn, cặn màng. Đặc biệt là khi so sánh với quá trình RO, nguy cơ bẩn màng trong chưng cất màng MD là thấp hơn đáng kể [30, 31]. Tuy nhiên, khi vận hành hệ thống MD ở hiệu suất thu hồi nước cao, hiện tượng bẩn màng sẽ xảy ra. Hiện tượng bẩn màng là sự lắng cặn của các chất rắn lơ lửng hoặc hòa tan, các chất hữu cơ, các hạt keo và vi sinh vật có trong nước biển lên bề mặt màng hoặc các lỗ mao quản. Bẩn màng làm giảm sự chuyển khối qua màng, do đó làm giảm thông lượng cất nước của quá trình chưng cất màng MD.
Trong các quá trình khử mặn sử dụng công nghệ màng lọc nói chung, có nhiều loại bẩn màng tồn tại trong hệ thống như: bẩn màng do chất rắn lơ lửng, bẩn màng do các chất bẩn hữu cơ, bẩn màng do vi sinh vật, và bẩn màng do hình thành kết tủa lắng cặn trên bề mặt màng [30, 31]. Với quá trình MD khử mặn nước biển, do độ mặn và nhiệt độ vận hành cao, hiện tưởng bẩn màng do vi sinh vật ít có nguy cơ xảy ra [6]. Bẩn màng do các chất rắn lơ lửng và các chất bẩn hữu cơ có thể xảy ra, song có thể hạn chế bằng các biện pháp sơ lọc tiền xử lý nước biển cấp vào hệ thống chưng cất màng. Các nghiên cứu công bố trước đây cho thấy chỉ cần sơ lọc nước biển bằng giấy lọc hay màng vi lọc là có thể đảm bảo ngăn chặn sự hình thành cặn bẩn hữu cơ và lơ lửng [18-20]. Bẩn màng do kết tủa lắng cặn xảy ra khi vận hành quá trình chưng cất màng ở hiệu suất thu hồi nước cao, khi ấy, dòng nước biển bị cô đặc dẫn đến nồng độ các muối ít tan trong nước biển vượt quá ngưỡng bão hòa, dẫn đến hình thành kết tủa trên bề mặt màng [18, 20, 30]. Các muối ít tan trong nước biển có thể kể đến như là muối cacbonat và sunfat của canxi và magie. Bẩn màng do kết tủa có thể được hạn chế bằng cách khống chế hiệu suất thu hồi nước của quá trình khử mặn nước biển. Ví dụ, các quá trình RO khử mặn nước biển thường được vận hành ở hiệu suất thu hồi nước không quá 50%, trong khi đó quá trình
chưng cất màng có thể vận hành ở hiệu suất thu hồi nước 70% mà vẫn không xảy ra hiện tượng bẩn màng do kết tủa lắng cặn [18]. Có thể nói, đây là một ưu điểm đáng kể của công nghệ chưng cất màng MD so với công nghệ RO cho ứng dụng khử mặn nước biển ở những khu vực xa xôi hẻo lánh trên các đảo và hải đảo.