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膜分离技术被公认为是目前最有发展前途的高科技水处理技术，膜分离技术是以选择性多孔薄膜为分离质，使分子水平上不同粒径分子的混合物溶液借助某种推动力(如：压力差、浓度差、电位差等)通过膜时实现选择性分离的技术，低分子溶质透过膜，大分子溶质被截留，以此来分离溶液中不同分子量的物质，从而达到分离、浓缩、纯化目的。
这些年来，扩散定理、膜的渗析现象、渗透压原理、膜电势等研究为膜技术的发展打下了坚实的理论基础，膜分离技术日趋成熟，而相关科学技术的突飞猛进也使得膜的实际应用已十分广泛，从环境、化工生物到食品各行业都采用了膜分离技术，迄今为止，水处理领域中的膜技术主要有以下几种：
(1)反渗透(RO)膜技术
反渗透(又称高滤)过程是渗透过程的逆过程，推动力为压力差，即通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力，使原液中的溶剂被压到半透膜的另一侧。反渗透技术的特点是无相变、能耗低、膜选择性高、装置结构紧凑、操作简便、易维修和不污染环境等。
(2)纳滤(NF)膜技术
纳滤技术是超低压具有纳米级孔径的反渗透技术。纳滤膜技术对单价离子或相对分子质量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及相对分子质量介于200-1000的有机物有较高脱除率。纳滤膜具有荷电，对不同的荷电溶质有选择性截留作用，同时它又是多孔膜，在低压下透水性高。
(3)微滤(MF)膜技术
微滤膜是以静压差为推动力，利用筛网状过滤介质膜的筛分作用进行分离。微滤膜是均匀的多孔薄膜，其技术特点是膜孔径均一、过滤精度髙、滤速快、吸附量少且无介质脱落等。主要用于细菌、微粒的去除。广泛应用在食品和制药行业中、饮料和制药产品的除菌和净化、半导体工业超纯水制备过程中颗粒的去除、生物技术领域发酵液中生物制品的浓缩与分离等。
(4)超滤(UF)膜技术
超滤是以压差为驱动力，利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同相对分子质量物质的膜分离技术。其技术特点是：能同时进行浓缩和分离大分子或胶体物质。与反渗透相比，其操作压力低，设备投资费用和运行费用低，无相变，能耗低且膜选择性高。在食品、医药、工业废水处理、超纯水制备技术工业领域应用较广泛
(5)电渗析(ED)膜技术
电渗析是一个电化学分离过程，是在直流电场作用下以电位差为驱动力，通过荷电膜将溶液中带电离子与不带电组分分离的过程。该分离过程是在离子交换膜中完成的。主要应用于苦咸海水脱盐、浓缩制盐，乳精、糖、酒、饮料等的脱盐净化，锅炉给水、冷却循环水软化中高价值物质回收与水的回用，废酸、废碱液净化与回收。
(6)双极膜(BPM)技术
双极膜是由阴离子交换膜和阳离子交换膜叠压在一起形成的新型分离膜。阴阳膜的复合可以将不同电荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的复合条件下制成不同性能和用途的双极膜。主要应用于酸碱生产、烟道气脱硫、食盐电解等行业。
(7)渗透蒸发(PV)膜技术
渗透蒸发是一个压力驱动膜分离的过程，它是利用液体中两种组分在膜中溶解度与扩散系数的差别，通过渗透与蒸发，达到分离目的的一个过程，其设备投资和运行费用较低，近年来对于渗透蒸发技术的研究虽然很快，但是它单独使用的经济性并不好。
