膜分离技术是饮用水处理中一个比较先进的处理技术。根据膜孔的大小可以将膜分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(R0)。不同种类的膜的分离范围是不同的。微滤(操作压力为l-2bar)和超滤(操作压力2-10 bar)都属于低压膜,它们都能够有效的去除水中的悬浮固体和微生物,并且超滤还能够去除水中的胶体。通过超滤和微滤处理的水完全可以实现不用加化学消毒剂(如氯)就可以实现消毒的目的。

  近年来,在美国首先用微滤处理污染水中的病原体就是基于此目的。因为水中的病原体"隐孢子虫”和"贾第鞭毛虫”几乎不受传统氯消毒处理的影响。纳滤和反渗透需要在较高的压力下工作,其中纳滤的工作压力为8-20 bar,反渗透膜的工作压力为10-80bar。纳滤是一种比较新型的膜工艺,它能够通过去除韩镁离子而使出水有效的软化,也能够去除一些简单的有机化合物。纳滤也成功的被用于处理传统消毒过程中产生的消毒副产物(如三齒甲焼等)。我们都知道,反渗透主要是用于苦咸水和海水的除盐工艺,但这个过程同样可以去除水中低分子量的有机物,包括天然的和人工合成的。不同的膜工艺可以替代传统工艺中的某一单元或与之组合使用。

  关于膜的应用中出现的问题,在过去有许多过程被认为是需要改进的,如过滤、分离、澄清和恢复等过程。但是,现阶段全球范围内使用反渗透膜工艺处理的水超过一千万吨。工业上最早应用的超滤膜是在二十世纪七十年代的乳制品行业,目前有45万平方米以上的超滤膜被安装在世界各地。在国内,微滤和超滤也越来越多的被应用于水处理工艺中。宋亚丽[32]等人在对黄浦江的微污染水的处理中,使用了膜处理技术,结果表明:“原水经过预处理后直接过聚偏氟乙稀的微滤膜,工艺运行稳定,出水水质满足生活饮用水的相关标准”。尹华升等用超滤处理深圳某水库的原水,结果发现直接超滤对原水的池度、微生物的去除效果很好,但在超滤之前增加微絮凝工艺后,可以明显的增加超滤对有机污染物的去除能力。纳滤和反渗透在高品质水的处理工艺中也有所应用。