膜分離技術是一大類技術的總稱。和水處理有關的主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等幾類。目前在經濟、技術等方面占主導地位是高分子材料類的產品。 

        這些膜分離產品均是利用特殊制造的多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定顆粒大小的雜質。在壓力驅動下，尺寸較小的物質可通過纖維壁上的微孔到達膜的另一側，而尺寸較大的物質則不能透過纖維壁而被截留，從而達到篩分溶液中不同大小組分的目的。 

         其過濾的精度和濾膜本身的孔徑大小有關。通常習慣把孔徑較大的稱為微濾（Microfiltration），而較小的稱為超濾（ Ultrafiltration），而“孔徑”更小則是鈉濾和反滲透。

        上圖顯示了水中各種雜質的大小和去除它們所使用的分離方法。反滲透主要用來去除水中溶解的無機鹽；而超濾則可以去除病毒、大分子物質、膠體等；微濾一般能夠去除水中的細菌、灰塵，具有很好的除濁效果。這些都是傳統的過濾（如砂濾、多介質過濾等）無法實現的。

         這些膜分離的產品從功能上可以分為反滲透、超濾、微濾等；從形式上分為中空纖維、管式、卷式、平板式等；從材質上分PP、PE、PS、PVDF、Nylon、PAN等多種；從操作方式上分為錯流過濾和終端過濾兩種，或者分為內壓式、外壓式等。這些膜產品能夠具備優異的分離能力，是和它的結構及材料密不可分的。下面幾張圖顯示了聚合物膜材料的結構。 
      

        可見，各種形式的分離膜大都屬于非對稱的結構，即包括致密的皮層（真正起分離作用）和多孔的支撐層。這種結構既保證了良好的分離效果，又提高了膜通量，降低運行能耗，并抗污堵。這些因素使得膜產品最終能夠實現大工業化的應用。 

      膜分離技術最近受到了污水市場的高度關注，這是因為它具有如下的優點： 
    1.對雜質的去除效率高，產水水質大大好于傳統方法；
    2.徹底消除或者大大減少化學藥劑的使用，避免二次污染；
    3.系統易于自動化，可靠性高。運行簡易，設施只有開啟，關閉兩檔；
    4.占地面積要求小；
    5.與常規水處理系統費用相當

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