由于现有生化工艺具有较强的局限性，容易使得水体中的盐度升高，难以发挥出水体的净化功能，从而导致水不能回用。因此，研发出一个更加高效、节能、环保的污水处理技术刻不容缓，以此来实现水体的良性循环。膜分离技术是一种新型的高效精密分离技术，在污水处理领域被广泛应用，尤其是在水污染情况严峻的当下，膜分离技术发展前景广阔。
1、含油污水
目前我国每年因采油而产生的废水高达2～3亿t，这些废水中含油量多是处于几百到几千mg／L。从环保角度来看，对含油污水进行再利用或回注是长远选择，目前对于含油污水的处理多采用化学淤浆法与生化讲解法，但是这样的方法无法达到相关标准，而利用膜分离技术就能够有效解决。在进行含油污水处理时，当进水含油超过100mg／L，同时设置0．16MPa、0．08MPa的进出口压力时，通过有效应用中空纤维UF膜，膜的透水量超过15mL／（cm2•h），透过液含油量不足10mg／L。此外，在油田污水处理过程中，还可以采用管式UF膜进行处理，若原水含油类物质为10～80mg／L，对于石油类物质的截留率高达99．04％，而对于悬浮类物质的截留率为997％，腐生菌类截留率为97．9％。为了进一步验证膜分离技术的净化功效，将其应用到某油田河口水站中进行污水处理，经过一段时间处理后对水质进行检测。此外，在石油化工含油污水处理中，应用膜生物反应器对于COD的去除率可以达到76％～98％，氨氮的脱除率超过90％，出水浑浊度低。
2、重金属废水的处理
在工业生产过程中必将会产生重金属废水，这些废水中含有大量的铅、镍、铜、铬等金属离子，如果这些废水不经过处理就直接排放，就会破坏生态环境。通过膜分离技术能够快速、有效地分离、富集和浓缩水中所含的重金属离子，从而使得污水达到排放标准，并能够对污水中的某些物质进行回收利用。有研究学者在含有有色冶金酸性无机复合种金属污水中应用膜分离技术，发现压力、pH等将会影响膜对水中金属离子的处理效果。当pH一定的情况下，随着浓淡比的增加，膜对于重金属离子的截留率反而减小；当浓淡比为1时，膜的截留效果佳；当进水量和浓淡比一定的情况下，膜对金属离子的处理效果受进水压力的影响较小，但是受pH影响较大，随着pH值减小，膜的截留效果越差。通过不断地研究和试验，发现当污水中金属离子的浓度低于30mg／L时，采用膜分离技术将会达到97％以上的截留效果。
3、含氨及胺污水
在石油化工行业的生产过程中，由于氨肥、合成纤维的作用，通常会产生大量的含氨污水，借助膜分离技术中的疏水性聚丙烯中控纤维膜进行污水处理，能够达到90％以上的脱氨效果，不仅能够实现污水的零排放，还能够对含氨污水中的氨进行再回收利用。利用MF膜的膜基气体吸收作用，对于含氨污水进行处理时，脱氨率超过90％。并且应用MF膜生物反应器，能够有效降低污水中COD、BOD、SS的含量，一般情况降低量可达到90％～99％。同时，在化工行业催化剂生产过程中，也会排放出浓度高达0．8％～1．5％的季胺盐污水，此时就可以先利用弱酸性离子来吸附污水中含有的胺，然后再借助NF膜进行二次处理，并对水中有用的物质进行回收利用，实现了资源的可再生。
4、食品工业污水
所谓食品工业污水就是在肉类加工、乳制品生产等过程中所产生的废水，这些废水中含有大量的固体悬浮物质，比如碎肉、果皮等，同时还含有一些胶体、泥沙以及其他有机物，具有典型的悬浮物多、有机物质含量高的特点，多是采用生物处理法进行处理。当进水COD浓度达到1000～3000mg／L时，应用膜分离技术能够使出水COD浓度直接降到50～90mg／L。该工艺成本低，操作简便，处理的水质稳定。
5、结语
膜分离技术是当前一种高效、环保的分离工艺，在污水处理中应用该技术，不仅有利于提高水质，达到排放标准，还能够对污水中的有用物质进行再回收。但是，在实际操作过程中，还是存在诸多问题，单一的膜分离技术对于含油污水的处理效果不佳，必须要与其他处理技术有效结合起来，还需要在实践中进一步研究。