膜分离技术由于出水水质高、设备简单易操作、能耗相对较低、适应性强等特点，在水处理领域获得越来越多的关注。目前应用于水处理领域的几种膜分离技术.其中微滤(microfiltration，MF)、超滤(ultrafiltration，UF)、纳滤(nanofiltration，NF)和反渗透(reverse osmosis，RO)由机械压力驱动传质过程，是水和废水处理的常规技术。正渗透(forward osmosis，FO)是一种由渗透压(浓度差)驱动的新型膜技术，可用于海水脱盐、废水处理等方面。
一、微滤（MF）膜技术
微滤(MF)的基本原理
微滤膜能截留0.1-1微米之间的颗粒。微滤膜允许大分子和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留悬浮物，细菌，及大分子量胶体等物质。微滤膜的运行压力一般为：0.3-7bar。微滤膜过滤是世界上开发应用最早的膜技术，以天然或人工合成的高分子化合物作为膜材料。 对微滤膜而言，其分离机理主要是筛分截留。
微滤膜的应用
广泛应用于污水处理领域去除水中悬浮物，微小粒子和细菌等。
二、超滤（UF）膜技术
超滤（UF）原理
超滤(Ultra-filtration, UF)是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。超滤过滤孔径一般为0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)为1,000-1,000,000 Dalton。
超滤膜的应用
应用于工业废水与生活污水的净化和回收。超滤出水水质可达到回用至宾馆厕所冲洗、绿化等环节的用水要求。
三、纳滤(NF)膜技术
纳滤(NF)原理
纳滤(NF)是一种新型分子级膜分离技术，是目前世界膜分离领域研究的热点之一。NF膜孔径在1nm以上，一般在1-2nm;对溶质的截留性能介于RO与UF膜之间;RO膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率，但NF膜只对特定的溶质具有高脱除率。NF膜能够去除二价、三价离子，Mn≥200的有机物，以及微生物、胶体、热源、病毒等。纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷，这是它在很低压力下(仅0.5MPa)仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因，也是NF运行成本较低的主要原因。NF适合各种含盐水源，水利用率一般为75%~85%，海水淡化时在30%~50%，没有酸碱废水排放。
纳滤膜在水处理中的应用
海水淡化（PS：海水淡化是指将含盐量为35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的饮用水）；生活污水的处理，纳滤出水水质可达到生活饮用水卫生标准(GB5749.85)，可以回用至宾馆洗衣、洗浴等用水要求更高的环节。此外，NF技术还应用到纺织、印染废水、制革废水、电镀废水、造纸废水的处理。
四、反渗透（RO）膜技术
反渗透(RO)的原理
反渗透是一种以压力为推动力的膜分离过程在使用中为产生反渗透压需用水泵给含盐水溶液或废水施加压力以克服自然渗透压及膜的阻力使水透过反渗透膜，将水中溶解盐或污染杂质阻止在反渗透膜的另一侧。
反渗透膜在水处理中的应用
反渗透膜在城市污水深度处理方面的应用尤其是污水处理厂二级出水回用及中水回用等，已受到高度重视。此外，反渗透膜在重金属废水处理、含油废水处理等方面应用广泛。
五、渗析膜技术
各种渗析膜技术原理
渗析(Dialysis，简称D)是溶质在自身的浓度梯度作用下，从膜的上游传向膜的下游的过程。渗析是最早被发现并研究的膜分离技术，但因为受到本身体系的限制，渗析过程进行缓慢，效率低下，渗析过程的选择性不高，因此渗析过程主要用于脱除含有多种溶质溶液中的低分子量组分，如血液渗析，即以渗析膜代替肾来去除尿素、肌酸酐、磷酸盐和尿酸等有毒的低分子量组分，以缓解肾衰竭和尿毒症患者的病情。
电渗析(Electrodialysis，简称ED)是在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜对溶液中的阴阳离子的选择性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
倒极电渗析就是根据ED原理,每隔一定时间(一般为15～20min),正负电极极性相互倒换,能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢,以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。
液膜电渗析是用具有相同功能的液态膜代替固态离子交换膜。提高电渗析的分离效率,直接与液膜结合起来是很有发展前途的。
填充床电渗析(EDI)是将电渗析与离子交换法结合起来的一种新型水处理方法,它的最大特点是利用水解离产生的H+和OH-自动再生填充在电渗析器淡水室中的混床离子交换树脂,从而实现了持续深度脱盐。
双极膜一般由层压在一起的阳离子交换膜组成,通过膜的水分子即刻分解成H+和OH-,可作为H+和OH-的供应源。双极性膜电渗析突出的优点是过程简单,能效高,废物排放少。目前双极性膜电渗析工艺的主要应用领域在酸碱制备。
无极水电渗析是传统电渗析的一种改进形式,它的主要特点是除去了传统电渗析的极室和极水，大大提高了原水的利用率。
渗析膜的应用
电渗析可用于电镀废水、重金属废水等的处理，提取废水中的金属离子等，既能回收利用水和有用资源，又减少了污染排放。电渗析法与离子交换法结合从酸洗废液中回收重金属和酸的工艺已在工业上应用。电渗析还可以用于碱性废水及有机废水的处理。
六、正渗透(FO)技术
正渗透(FO)的原理
正渗透(FO)是指用只能透过溶剂而不能透过溶质分子的半透膜将溶剂和溶液隔开，溶剂分子将在渗透压的作用下自发地从溶剂侧透过膜进入溶液侧，这就是渗透现象，也即所谓的“正向渗透”。
正渗透膜在水处理中的应用
FO早期应用到高浓度工业废水的浓缩、垃圾渗滤液的处理、生活污水的处理、市政污水处理厂污泥厌氧消解液的浓缩和空间站上直接将污水处理成饮用水的生命支持系统等。近年来随着FO工艺的不断发展，将其与传统的膜分离技术相结合，更是近几年的研究热点。FO 作为海水淡化工艺和方法一直是研究人员研究的重点。