膜分离技术包括微滤、纳米过滤、超滤、渗析、反渗透、电渗析、气体分离等，其以处理效果好,能耗低，占地面积小，操作管理容易等特点而倍受关注。微滤可以去除沉淀不能除去的包括细菌、病毒在内的悬浮物，还可以除磷；超滤已被用于去除腐质酸等大分子；反渗透已被用于降低矿化度和去除总溶解性固体(T DS) ；使用反渗透对于城市污水处理厂二级出水的脱盐率达 90%以上，水的回收率达 75%左右， COD和 BOD的去除率达 85%左右 (超滤大于 50% )，细菌去除率 90%以上，对于含氮化合物、氯化物和磷也有较为优良的脱除性能；纳米过滤介于反渗透和超滤之间，工作压力在 015～1MPa,可以截留 200～400道尔顿以上的分子，产水量也较大，如在 827 kPa时达 1 020 L / (m2•d)。纳米过滤可以直接去除一切病毒、细菌和寄生虫，同时大幅度的降低溶解有机物 (消毒副产物的前体 )，它可将 THMs (三卤甲烷 )和HAAs(卤代乙酸类物质 )前驱物去除 90%，硬度去除 85%～95%，一价离子去除率大于 70% (操作压力为482～689 kPa时 )，在软化水的同时减少溶解固体，低压大水量使得纳米过滤的运行费用大大降低。为减少消毒副产物和溶解有机碳，用纳米过滤比用传统的处理和用臭氧加活性炭更便宜。

   目前，膜分离作为中水回用技术已在我国天津、大连、沈阳等严重缺水的北方地区得到了广泛的应用。 1998年，大连大器公司设计的 200 m3/d的膜中水回用装置就己在大连投入运行；天津德人公司首先开发了重力淹没式膜生物反应器，该技术在 2000年己应用于天津普辰大厦的中水回用系统，处理规模为 25m3/d，该装置占地仅 218m2，处理成本为 1105元 /m3； 2004年沈阳环境科学研究院采用膜生物反应器技术处理辽宁省通信公司沈阳分公司棋盘山培训中心的生活污水，出水指标均好于《沈阳市中水水质标准 》 的各项指标，并具有较好的脱氮功能。

   可见膜分离技术无论从处理水质还是从经济效益方面都将对中水回用的发展产生深远的影响。