由于現有生化工藝具有較強的局限性，容易使得水體中的鹽度升高，難以發揮出水體的凈化功能，從而導致水不能回用。因此，研發出一個更加高效、節能、環保的污水處理技術刻不容緩，以此來實現水體的良性循環。膜分離技術是一種新型的高效精密分離技術，在污水處理領域被廣泛應用，尤其是在水污染情況嚴峻的當下，膜分離技術發展前景廣闊。
1、含油污水
目前我國每年因采油而產生的廢水高達2～3億t，這些廢水中含油量多是處于幾百到幾千mg／L。從環保角度來看，對含油污水進行再利用或回注是長遠選擇，目前對于含油污水的處理多采用化學淤漿法與生化講解法，但是這樣的方法無法達到相關標準，而利用膜分離技術就能夠有效解決。在進行含油污水處理時，當進水含油超過100mg／L，同時設置0．16MPa、0．08MPa的進出口壓力時，通過有效應用中空纖維UF膜，膜的透水量超過15mL／（cm2?h），透過液含油量不足10mg／L。此外，在油田污水處理過程中，還可以采用管式UF膜進行處理，若原水含油類物質為10～80mg／L，對于石油類物質的截留率高達99．04％，而對于懸浮類物質的截留率為997％，腐生菌類截留率為97．9％。為了進一步驗證膜分離技術的凈化功效，將其應用到某油田河口水站中進行污水處理，經過一段時間處理后對水質進行檢測。此外，在石油化工含油污水處理中，應用膜生物反應器對于COD的去除率可以達到76％～98％，氨氮的脫除率超過90％，出水渾濁度低。
2、重金屬廢水的處理
在工業生產過程中必將會產生重金屬廢水，這些廢水中含有大量的鉛、鎳、銅、鉻等金屬離子，如果這些廢水不經過處理就直接排放，就會破壞生態環境。通過膜分離技術能夠快速、有效地分離、富集和濃縮水中所含的重金屬離子，從而使得污水達到排放標準，并能夠對污水中的某些物質進行回收利用。有研究學者在含有有色冶金酸性無機復合種金屬污水中應用膜分離技術，發現壓力、pH等將會影響膜對水中金屬離子的處理效果。當pH一定的情況下，隨著濃淡比的增加，膜對于重金屬離子的截留率反而減??；當濃淡比為1時，膜的截留效果佳；當進水量和濃淡比一定的情況下，膜對金屬離子的處理效果受進水壓力的影響較小，但是受pH影響較大，隨著pH值減小，膜的截留效果越差。通過不斷地研究和試驗，發現當污水中金屬離子的濃度低于30mg／L時，采用膜分離技術將會達到97％以上的截留效果。
3、含氨及胺污水
在石油化工行業的生產過程中，由于氨肥、合成纖維的作用，通常會產生大量的含氨污水，借助膜分離技術中的疏水性聚丙烯中控纖維膜進行污水處理，能夠達到90％以上的脫氨效果，不僅能夠實現污水的零排放，還能夠對含氨污水中的氨進行再回收利用。利用MF膜的膜基氣體吸收作用，對于含氨污水進行處理時，脫氨率超過90％。并且應用MF膜生物反應器，能夠有效降低污水中COD、BOD、SS的含量，一般情況降低量可達到90％～99％。同時，在化工行業催化劑生產過程中，也會排放出濃度高達0．8％～1．5％的季胺鹽污水，此時就可以先利用弱酸性離子來吸附污水中含有的胺，然后再借助NF膜進行二次處理，并對水中有用的物質進行回收利用，實現了資源的可再生。
4、食品工業污水
所謂食品工業污水就是在肉類加工、乳制品生產等過程中所產生的廢水，這些廢水中含有大量的固體懸浮物質，比如碎肉、果皮等，同時還含有一些膠體、泥沙以及其他有機物，具有典型的懸浮物多、有機物質含量高的特點，多是采用生物處理法進行處理。當進水COD濃度達到1000～3000mg／L時，應用膜分離技術能夠使出水COD濃度直接降到50～90mg／L。該工藝成本低，操作簡便，處理的水質穩定。
5、結語
膜分離技術是當前一種高效、環保的分離工藝，在污水處理中應用該技術，不僅有利于提高水質，達到排放標準，還能夠對污水中的有用物質進行再回收。但是，在實際操作過程中，還是存在諸多問題，單一的膜分離技術對于含油污水的處理效果不佳，必須要與其他處理技術有效結合起來，還需要在實踐中進一步研究。