膜分離是指以具有選擇透過功能的薄膜為分離介質(zhì)，通過在膜兩側施加一種或多種推動了，使原材料中的某些組分選擇性地優(yōu)先透過膜，從而達到混合物分離和產(chǎn)物提取、純化、濃縮等目的。原材料中的溶質(zhì)透過膜的現(xiàn)象一般叫做滲析；溶劑透過膜的現(xiàn)象叫做滲透。膜分離過程有多種，不同的分離過程所采用的膜及施加的推動力也不同。根據(jù)推動力的不同，膜分離過程主要有下列幾種：
　　（1）基于濃度差：如擴散滲析，是指利用離子交換膜將濃度不同的進料液和接受液隔開，在濃度差的推動力作用下，溶質(zhì)從濃度高的一側透過膜向濃度低的一側擴散，當膜兩側的濃度達到平衡時，滲析過程停止進行。擴散滲析主要于工業(yè)廢水酸、堿回收，回收率可達70-90%，但不能將它們濃縮。
　?。?）基于壓力差：如微濾、超濾、納濾與反滲透。當在膜兩側施加一定的壓力差時，混合液中的一部分溶劑及小于膜孔徑的組分透過膜，而微粒、大分子、鹽等被截留下來，從而達到分離的目的。這四種膜分離過程的主要區(qū)別在于被分離物質(zhì)的大小和所采用膜的結構和性能不同。微濾的分離范圍為0.05～10mm，壓力差為0.015～0.1MPa；超濾的分離范圍為0.001～0.05mm，壓力差為0.1～1MPa；反滲透常用于截留溶液中的鹽或其它小分子物質(zhì)，壓力差與溶液中的溶質(zhì)濃度有關，一般在2～10MPa；納濾介于反滲透和超濾之間，脫鹽率及操作壓力通常比反滲透低，一般用于分離溶液中相對分子質(zhì)量為幾百至幾千的物質(zhì)。
　?。?）基于滲透壓：如正滲透，利用比鹽水滲透壓更高的溶液作為驅動液，使水自發(fā)地從鹽水側透過半滲透膜達到驅動液側，結合易于循環(huán)使用的驅動液，可用于海水脫鹽。由于FO膜對水中的無機、有機物質(zhì)均有良好的截留效果，正滲透還可用于污/廢水凈化。此外，由于在正滲透過程中不使用外加壓力，因此可有效降低膜污染。
　?。?）基于電位差：如電滲析，是指在直流電場的作用下，利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性（即陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過），使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種膜分離過程。電滲析主要用于脫鹽，如苦咸水淡化、純凈水制備等，還可以利用電極反應，用于工業(yè)廢水酸堿和金屬的回收。
　　膜分離技術由于具有高效穩(wěn)定、過程簡單、易于控制等特點，在水處理中的應用受到廣泛關注。其與生物反應器結合形成的膜生物反應器技術，由于具有出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定、占地面積小、剩余污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點，被譽為21世紀很有發(fā)展前途的水處理技術，在全球范圍受到廣泛關注。