膜分離技術是飲用水處理中一個比較先進的處理技術。根據膜孔的大小可以將膜分為微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(R0)。不同種類的膜的分離范圍是不同的。微濾(操作壓力為l-2bar)和超濾(操作壓力2-10 bar)都屬于低壓膜,它們都能夠有效的去除水中的懸浮固體和微生物,并且超濾還能夠去除水中的膠體。通過超濾和微濾處理的水完全可以實現不用加化學消毒劑(如氯)就可以實現消毒的目的。

  近年來,在美國首先用微濾處理污染水中的病原體就是基于此目的。因為水中的病原體"隱孢子蟲”和"賈第鞭毛蟲”幾乎不受傳統氯消毒處理的影響。納濾和反滲透需要在較高的壓力下工作,其中納濾的工作壓力為8-20 bar,反滲透膜的工作壓力為10-80bar。納濾是一種比較新型的膜工藝,它能夠通過去除韓鎂離子而使出水有效的軟化,也能夠去除一些簡單的有機化合物。納濾也成功的被用于處理傳統消毒過程中產生的消毒副產物(如三齒甲焼等)。我們都知道,反滲透主要是用于苦咸水和海水的除鹽工藝,但這個過程同樣可以去除水中低分子量的有機物,包括天然的和人工合成的。不同的膜工藝可以替代傳統工藝中的某一單元或與之組合使用。

  關于膜的應用中出現的問題,在過去有許多過程被認為是需要改進的,如過濾、分離、澄清和恢復等過程。但是,現階段全球范圍內使用反滲透膜工藝處理的水超過一千萬噸。工業上最早應用的超濾膜是在二十世紀七十年代的乳制品行業,目前有45萬平方米以上的超濾膜被安裝在世界各地。在國內,微濾和超濾也越來越多的被應用于水處理工藝中。宋亞麗[32]等人在對黃浦江的微污染水的處理中,使用了膜處理技術,結果表明:“原水經過預處理后直接過聚偏氟乙稀的微濾膜,工藝運行穩定,出水水質滿足生活飲用水的相關標準”。尹華升等用超濾處理深圳某水庫的原水,結果發現直接超濾對原水的池度、微生物的去除效果很好,但在超濾之前增加微絮凝工藝后,可以明顯的增加超濾對有機污染物的去除能力。納濾和反滲透在高品質水的處理工藝中也有所應用。