膜分離技術受到世界各技術先進國家的高度重視，近30年來，美國、加拿大、日本和歐洲技術先進國家，一直把膜技術定位為高新技術，投入大量資金和人力，促進膜技術迅速發展，使用范圍日益擴大。膜分離技術的發展和應用，為許多行業，如純水生產、海水淡化、苦咸水淡化、電子工業、制藥和生物工程、環境保護、食品、化工、紡織等工業,高質量地解決了分離、濃縮和純化的問題,為循環經濟、清潔生產提供依托技術。
1. 膜分離技術簡介
1.1. 膜的定義
膜是一種起分子級分離過濾作用的介質，當溶液或混和氣體與膜接觸時，在壓力下，或電場作用下，或溫差作用下,某些物質可以透過膜，而另些物質則被選擇性的攔截，從而使溶液中不同組分，或混和氣體的不同組分被分離，這種分離是分子級的分離。
1.2. 膜分離技術的定義
把上述的膜制成適合工業使用的構型,與驅動設備(壓力泵、或電場、或加熱器、或真空泵)、閥門、儀表和管道聯成設備。在一定的工藝條件下操作,就可以來分離水溶液或混和氣體。透過膜的組分被稱為透過流分。這種分離技術被稱為膜分離技術。
1.3. 膜的種類
分離膜包括：反滲透膜(0. 0001～0. 005μm) ,納濾膜(0. 001 ～ 0. 005μm) 超濾膜(0. 001 ～ 0. 1μm) 微濾膜(0. 1～1μm) 、電滲析膜、滲透氣化膜、液體膜、氣體分離膜、電極膜等。他們對應不同的分離機理,不同的設備,有不同的應用對象。膜本身可以由聚合物，或無機材料，或液體制成,其結構可以是均質或非均質的,多孔或無孔的,固體的或液體的,荷電的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm ,厚至幾毫米。不同的膜具有不同的微觀結構和功能,需要用不同的方法制備。制膜方法一直是膜領域的核心研究課題,也是各公司嚴格保密的核心技術。
2. 反滲透（納濾）技術
2.1. 反滲透簡介
反滲透，英文為Reverse Osmosis，是花費數億美元并經過多年的精心研制而成的高科技水處理技術。這種薄膜分離技術，是依靠滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質進行分離的過程。滲透是一種物理現象。反滲透就是在有鹽份的水中（如原水）施加比自然滲透壓力更大的壓力，使水由濃度高的一方滲透到濃度低的一方，把原水中的水分子壓到膜的另一邊變成純凈水，而原水中的細微雜質、膠體、有機物、重金屬、細菌、病毒及其他有害物質都統統截留下來并經污水出口排放掉。由于反滲透膜的孔徑僅0.0001微米，一個細菌要縮小4000倍，過濾性病毒也要縮小200倍以上才能通過，所以其有效去除率高達96％以上。
2.2. 反滲透的水質
反滲透純水系統根據不同的源水水質采用不同的工藝。一般自來水經一級反滲透系統處理后，產 水電導率＜10μS/cm，經二級反滲透系統后產水電導率＜5μS/cm甚至更低，在反滲透系統后輔以離子交換設備或EDI設備可以制備超純水，使電阻率達到18
2.3. 反滲透應用領域
電子工業用水........集成電路、硅晶片、顯示管等電子元器件沖洗水
制藥行業用水........大輸液、針劑、片劑、生化制品、設備清洗等
化工行業工藝用水....化工循環水、化工產品制造等
電力行業鍋爐補給水..火力發電鍋爐、廠礦中低壓鍋爐動力系統
食品工業用水........飲用純凈水、飲料、啤酒、白酒、保健品等
海水、苦咸水淡化....海島、艦船、海上鉆進平臺、苦咸水地區
飲用純凈水..........房產物業、社區、企事業單位等
其它工藝用水........汽車、家電涂裝、鍍膜玻璃、化裝品、精細化學品等
3. 超濾技術
3.1. 超濾技術簡介
超濾是一種流體切向流動和壓力驅動的過濾過程并按分子量大小來分離顆粒。超濾膜的孔徑大約在 0.002 至 0.1 微米范圍內（MWCO 約為 1,000-500,000）。溶解物質和比膜孔徑小的物質將能作為透過液透過膜濾，不能透過濾膜的物質被慢慢濃縮于排放液中。因此產水（透過液）將含有水，離子，和小分子量物質，而膠體物質，顆粒，細菌，病毒和原生動物將被膜去除。超濾膜可反復使用并可用普通的清洗劑清洗。
3.2. 超濾膜的過濾原理
超濾是一種與膜孔徑大小相關的篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以超濾膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。參見下圖。
超濾原液一般指需要凈化、分離或濃縮的溶液，透過液指原液中透過超濾膜而被濾除大分子溶質的那部分液體，濃縮液則是原液中因分離出透過液而剩余的高濃度溶液。在凈化水工程中，原液是指原水進水，透過液即為凈化水按進水方式的不同，中空纖維超濾膜又分為內壓式和外壓式兩種排放的廢水。
3.3. 超濾的分類
一個中空纖維超濾膜組件主要是由成百到上千根細小的中空纖維絲和膜外殼兩部分組成，一般將中空纖維膜內徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細管式超濾膜，毛細管式超濾膜因內徑較大，因此不易被大顆粒物質堵塞，更適用于過濾原液濃度較大的場合。按進水方式的不同，中空纖維超濾膜又分為內壓式和外壓式兩種，在此主要介紹內壓式
3.4. 內壓式中空超濾
即原液先進入中空絲內部，經壓力差驅動，沿徑向由內向外滲透過中空纖維成為透過液，濃縮液則留在中空絲的內部，由另一端流出，其流向參見下圖所示：其中環氧樹脂端封的作用是在中空纖維膜絲的端頭密封住膜絲之間的間隙，從而使原液與透過液分離，防止原液不經過膜絲過濾而直接滲入到透過液中。
自來水從濾芯端面進入到超濾膜內后，在正常水壓的作用下，凈水從超濾膜管壁滲出，而泥沙、鐵銹、膠體、細菌、懸浮物、大分子有機物等有害物質被截留在超濾膜管內，并在用戶使用直通自來水或對濾芯進行沖洗和反沖洗時從直通自來水出口排出。
內壓式中空纖維超濾特點
1) 內壓式毛細管膜結構，垂直交叉湍流過濾，沖洗方便徹底，濾芯不易堵塞。
2) 安裝、操作簡單，采用凈水互沖法沖洗徹底，產水衰減率低，水通量恢復迅速。
3) 水的利用率高，回收率可做到95%。
4) 常溫低壓下實現自動分離，能耗低，運行費用低，維護簡單。
