במהלך-פעולה ארוכת טווח, ממברנות סינון אולטרה-סיבים חלולים מושפעות ממאפייני הזנה, תנאי הפעלה וגורמים סביבתיים. מזהמים מצטברים בהדרגה על פני הממברנה, מה שמוביל לירידה בשטף ויעילות הפרדה מופחתת. לכן, הקמת מחזור תחזוקה מבוסס מבחינה מדעית היא אמצעי ניהול ליבה להבטחת פעולה רציפה ויעילה של מערכת הממברנות.
קביעת מחזור התחזוקה דורשת התייחסות מקיפה של גורמים כגון איכות מי הזנה, שטף פעולה, לחץ פעולה וטמפרטורת המים. בדרך כלל, בתנאים של איכות מים יציבה יחסית, טיפול מקדים הולם ועומס תפעול מתון, ניתן לבצע ניקוי כימי כל 3 עד 6 חודשים. אם למי ההזנה יש עכירות גבוהה, ריכוז שמן או חומר אורגני גבוה, וקצב זיהומים מואץ, יש לקצר את המחזור ל-1 עד 3 חודשים, בתוספת שטיפה פיזית מקוונת או ניגוב אוויר כתחזוקה שוטפת. עבור מערכות בהפעלה רציפה, מומלץ ניקוי פיזי לטווח קצר-כל שבוע או דו-שבועי כדי להאט את הצטברות המזהמים.
תחזוקה שוטפת כוללת ניטור שינויים בהפרש הלחץ הטרנסממברני, תנודות זרימת מחלחלים ומחווני איכות מי השפע והקולחים. אם מתגלה עלייה משמעותית בהפרש הלחץ הטרנסממברני או ירידה בשטף העולה על 15% מערך הבסיס, יש להתחיל בהליך ניקוי ממוקד. ניקוי כימי משתמש בדרך כלל באסטרטגיה מדורגת: ראשית, חומרים אלקליים מסירים זיהומים אורגניים וביולוגיים, ואחריהם חומרים חומציים להסרת אבנית מלח אנאורגנית. ניתן להשתמש בחומרי פיזור בעת הצורך כדי לשפר את יעילות הניקוי. שטיפה יסודית חיונית לאחר כל ניקוי כדי למנוע משאריות כימיות לפגוע בחומר הממברנה.
יתר על כן, מחזורי התחזוקה אינם קבועים ויש להתאים אותם בהתאם לשינויים העונתיים ולמקור המים הגולמיים. למשל, הבדלים משמעותיים באיכות המים בעונות גשומות או יבשות מחייבים ניטור תכופים יותר והתאמות דינמיות של תוכנית הניקיון. במהלך-השבתות ארוכות טווח, יש לבצע ניקוי יסודי, סטריליזציה ושמירת לחות לפי נהלים שנקבעו כדי למנוע צמיחה של חיידקים ופגיעה בביצועי הממברנה.
התפתחות מדעית והקפדה על מחזורי תחזוקה לא רק מאריכה את תוחלת החיים של הממברנה אלא גם שומרת על היעילות הכלכלית והיציבות של המערכת, ומספקת ערובה מוצקה ליישום אמין של ממברנות סינון אולטרה סיבים חלולים בתחומים שונים.
