膜分離技術因其高效率、低能耗和無二次污染等特點，已廣泛應用于海水淡化、污水處理以及食品、醫藥等眾多領域。
膜分離技術是一種以分離膜為核心，利用膜的選擇性透過來實現料液不同組分的分離、純化和濃縮的技術。與傳統分離技術相比，膜分離技術具有耗能低、無二次污染、操作簡單、分離效率高等特點，因此，膜分離技術廣泛應用于水處理、食品、醫藥和石油化工等領域。膜分離技術以分離過程分有微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）和電滲析等。
膜是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。
膜分離與傳統過濾的不同在于，膜可以在分子范圍內進行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發生相的變化和添加助劑。
膜的孔徑一般為微米級，依據其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜（MF）、超濾膜（UF）、納濾膜（NF）和反滲透膜（RO）等；根據材料的不同，可分為無機膜和有機膜：無機膜主要還只有微濾級別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜，有機膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
膜分離都采用錯流過濾方式。
膜分離是一門新興的跨學科的高新技術。膜的材料涉及無機化學和高分子化學；膜的制備、分離過程的特征、傳遞性質和傳遞機理屬于物理化學和數學研究范疇；膜分離過程中涉及的流體力學、傳熱、傳質、化工動力學以及工藝過程的設計，主要屬于化學工程研究范疇；從膜分離主要應用的領域來看，還涉及生物學、醫學以及與食品、石油化工、環境保護等行業相關的學科。
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