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膜分離技術被公認為是目前最有發展前途的高科技水處理技術，膜分離技術是以選擇性多孔薄膜為分離質，使分子水平上不同粒徑分子的混合物溶液借助某種推動力(如：壓力差、濃度差、電位差等)通過膜時實現選擇性分離的技術，低分子溶質透過膜，大分子溶質被截留，以此來分離溶液中不同分子量的物質，從而達到分離、濃縮、純化目的。
這些年來，擴散定理、膜的滲析現象、滲透壓原理、膜電勢等研究為膜技術的發展打下了堅實的理論基礎，膜分離技術日趨成熟，而相關科學技術的突飛猛進也使得膜的實際應用已十分廣泛，從環境、化工生物到食品各行業都采用了膜分離技術，迄今為止，水處理領域中的膜技術主要有以下幾種：
(1)反滲透(RO)膜技術
反滲透(又稱高濾)過程是滲透過程的逆過程，推動力為壓力差，即通過在待分離液一側加上比滲透壓高的壓力，使原液中的溶劑被壓到半透膜的另一側。反滲透技術的特點是無相變、能耗低、膜選擇性高、裝置結構緊湊、操作簡便、易維修和不污染環境等。
(2)納濾(NF)膜技術
納濾技術是超低壓具有納米級孔徑的反滲透技術。納濾膜技術對單價離子或相對分子質量低于200的有機物截留較差，而對二價或多價離子及相對分子質量介于200-1000的有機物有較高脫除率。納濾膜具有荷電，對不同的荷電溶質有選擇性截留作用，同時它又是多孔膜，在低壓下透水性高。
(3)微濾(MF)膜技術
微濾膜是以靜壓差為推動力，利用篩網狀過濾介質膜的篩分作用進行分離。微濾膜是均勻的多孔薄膜，其技術特點是膜孔徑均一、過濾精度髙、濾速快、吸附量少且無介質脫落等。主要用于細菌、微粒的去除。廣泛應用在食品和制藥行業中、飲料和制藥產品的除菌和凈化、半導體工業超純水制備過程中顆粒的去除、生物技術領域發酵液中生物制品的濃縮與分離等。
(4)超濾(UF)膜技術
超濾是以壓差為驅動力，利用超濾膜的高精度截留性能進行固液分離或使不同相對分子質量物質的膜分離技術。其技術特點是：能同時進行濃縮和分離大分子或膠體物質。與反滲透相比，其操作壓力低，設備投資費用和運行費用低，無相變，能耗低且膜選擇性高。在食品、醫藥、工業廢水處理、超純水制備技術工業領域應用較廣泛
(5)電滲析(ED)膜技術
電滲析是一個電化學分離過程，是在直流電場作用下以電位差為驅動力，通過荷電膜將溶液中帶電離子與不帶電組分分離的過程。該分離過程是在離子交換膜中完成的。主要應用于苦咸海水脫鹽、濃縮制鹽，乳精、糖、酒、飲料等的脫鹽凈化，鍋爐給水、冷卻循環水軟化中高價值物質回收與水的回用，廢酸、廢堿液凈化與回收。
(6)雙極膜(BPM)技術
雙極膜是由陰離子交換膜和陽離子交換膜疊壓在一起形成的新型分離膜。陰陽膜的復合可以將不同電荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的復合條件下制成不同性能和用途的雙極膜。主要應用于酸堿生產、煙道氣脫硫、食鹽電解等行業。
(7)滲透蒸發(PV)膜技術
滲透蒸發是一個壓力驅動膜分離的過程，它是利用液體中兩種組分在膜中溶解度與擴散系數的差別，通過滲透與蒸發，達到分離目的的一個過程，其設備投資和運行費用較低，近年來對于滲透蒸發技術的研究雖然很快，但是它單獨使用的經濟性并不好。
