膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分有选择性的透过而进行分离的方法。
反渗透法(RO)
反渗透法广泛用于淡水生产和污水治理.装置是以分子扩散膜为递质,以静压差为推动力来分离水溶液中的物质.与电渗析法相比,经济上有显著的优越性:电能效率较高、能耗低,相同进水条件下,反渗透法单位能耗仅为前者的1/10~1/5.反渗透法对城市二级处理出水的脱盐率>90%,水的回收率约为75%,COD、BOD去除率>85%,还能有效去除印染废水中离子性物质,出水能达到无色和低盐度。
纳滤法(NF)
纳滤是利用半透膜在外压推动下实现水溶液中某些组分选择性透过的分离技术.纳滤膜本体带有电荷,使得截留分子质量仅为数百的纳滤膜也可脱除无机盐(在很低的压力下仍具有较高的脱盐性能)。纳滤可去除90%~95%的三氯甲烷中间体(THM)、85%~95%的硬度和70%以上的一价离子,在软化水的同时还能减少总溶解固体(TDS).纳滤对一价阳离子和分子质量<150的有机物去除率低,但对二价和高价阳离子及分子质量>200的有机物质的选择性较强,并可完全阻挡直径>1nm的分子。纳滤要求进水几乎不含浊度,一般污染密度指数(SDI)≤3,在印染废水的回用处理中,仅适用于砂滤、微滤甚至超滤预处理后的水质。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。
微孔过滤及超滤(MF、UF)
微滤与超滤运行压力低,仅为70~200kPa.微滤与超滤的重要区别在于孔径的大小不同,均可截留水中胶体和细菌及病毒等超细污染物.微滤去除印染废水中耗尽染料和漂洗副产品物中残留的胶状染料,与传统工艺中的递质过滤处理相当。;超滤能有效去除颗粒物质和直径>10nm的细菌、病毒和蛋白质.超滤和微滤均属过滤工艺,在印染废水回用中,常作为纳滤和反渗透的预处理工艺。
以膜分离技术为主的回用工艺中,超滤膜分离技术代替传统工艺中的沉淀、过滤单元,以生物反应器和膜分离有机结合的膜-生物反应器是一项有前途的废水回用处理系统.意大利A.Rozzi等曾采用微滤、纳滤、反渗透3种膜进行中试,流程如下:印染废水经生化处理后出水→微滤→纳滤/反渗透→回用.微滤作为纳滤和反渗透的预处理工艺,可以降低废水中的胶体和悬浮固体质量浓度、减少膜污染并保证足够长的运行周期.经反渗透和纳滤后的水质如表2所示。从表2可以看出,纳滤和反渗透对印染废水中的无机盐和COD去除效果较好,但反渗透的除盐效果明显好于纳滤.
1微滤膜分离技术：微滤膜的孔径在0.1～10μm之间，是发展最早、技术最成熟的膜之一。微滤膜的工作机理与传统过滤筛机制基本相同，属于筛网状过滤，可将细菌、微粒和胶团等不溶物除去而保证滤液纯净，膜通量大，能应用于污水大处理量的情况。问世近百年，微滤膜分离技术在印染污水处理方面已经发展的很成熟。Jedidi采用厚度为20μm的新型微滤膜处理印染污水 ，色度和化学污染物(COD)去除率分别为90%和75%，出水浊度小于0.5NTU。杨大春采用微滤工艺处理印染污水，结果表明:色度去除率为99.5%，COD去除率可达69.8%。
2超滤膜分离技术：超滤膜技术也是膜技术中发现较早的膜形式之一，主要用于印染污水中染料及助剂的回收。超滤膜的膜孔径在0.01～0.1μm之间，截留分子量为500～50000，主要是依靠膜表面的微孔结构对物质进行选择分离，溶液中的小分子物质或无机离子可以通过，大分子物质、细菌和胶体微粒等则被截留下来，从而实现了大小分子的分离和净化。
刘玲等考察了不同预处理方式对超滤膜技术处理印染污水效果的影响，结果表明:微絮凝的预处理方式能使出水浊度低于0.1NTU，COD去除率可达70%。Barredo-Damas用金属氧化物超滤膜处理印染污水，污水中色度、浊度和COD的去除率分别达到90%、99%和70%。范苏等采用自制的TiO2超滤膜对印染污水进行处理，发现:超滤膜的截留相对分子质量为9000，对染料和聚乙烯醇的截留率均可高达99%。
3纳滤膜分离技术：纳滤膜的孔径在0.001～0.01μm之间，对分子质量在200～1000具有很好的截留效果。超滤膜传质机理与超滤膜和微滤膜不同，属于压力驱动型膜，大多数纳滤膜为荷电膜，其行为与自身荷电性能及溶液的荷电状态有关。这种膜对有机物和高价离子具有很高的截留率，而对小分子物质则截留效果较差，只有一些无机盐能透过纳滤膜，因此分离效率较高。Nielso先对纳滤膜的通量进行了改进，发现改性后的纳滤膜对印染污水混合染料的截留率高达99%，废水回收率也能达到97%。Bes-Pia等的研究表明:印染污水经物化方法预处理后，再通过纳滤膜，COD含量和电导率分别降至100mg/L和1000μs/cm，达到了污水回用标准。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。
4反渗透膜分离技术：反渗透膜属于无孔致密膜，一般来说，只允许溶剂透过而截留离子性物质，它以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，实现对污水混合物分离的膜过程。采用反渗透膜处理后的污水，色度去除率在99%以上，出水几近无色，废水回收率大大提高，主要用于超滤、纳滤后废水深度处理及染料回收等方面。常向真设计了一个采用反渗透膜处理印染污水的工程，并分析了经反渗透膜运行后的水质及其产水成本，处理后的出水完全可以满足GB4287-92的一级排放标准，且该法具有一定的经济效益。Marcucci等采用反渗透法处理了二级出水，污水盐分的去除率达95%以上，出水几乎不含有任何有机物和色度。
5陶瓷膜分离技术：陶瓷膜的膜孔径介于微滤膜和超滤膜之间，是一种较新的分离用无机膜，已开发用于制备陶瓷膜的材料有:氧化铝质、氧化硅质、氧化锆质、硅酸铝质、氧化锌质和碳化硅质等。与有机膜相比，陶瓷膜具有耐高温高压、耐酸碱和有机质的腐蚀、机械强度高、不易堵塞、寿命长、孔径分布均匀、价格低廉、通量大等诸多优点，在废水处理领域的应用也已逐渐展开。Voigt等利用TiO2陶瓷膜处理了30种不同的印染污水，由于污水成分存在差异，30种污水的脱色率范围约在70%～100%，COD去除率达和膜通量分别在39～216L/(m2・h)和45%～80%之间。李炜等研究了多孔陶瓷膜对印染废水的处理效果，结果表明:运行20min后，COD和NH3-N去除率就分别达到了30%和20%左右。
6炭膜分离技术：炭膜是20世纪80年代发展起来的一种新型无机分离膜，主要由炭素材料构成。目前，国内有报道将炭膜应用于印染污水的研究:李文翠等以海南椰壳为原料制备植物基炭膜，研究表明该膜对染料分子具有一定的截留率。虽然碳膜是一种极具应用前景的新材料，但距离工业化应用还需要进一步努力。
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