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膜分离法是利用选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力、浓度差、电位差)时，使溶剂与溶质或微粒分离的方法。它包括电渗析、反渗透、超滤、扩散渗析等。基中的反渗透、超滤相当于过滤技术。用选择性透过膜进行分离时，使溶质通过膜的方法称为渗析，而使溶剂通过膜的方法则称为渗透。
电渗析法是以电位差为推动力的膜分离法，用于从水溶液中脱除离子，东丽抗污染反渗透膜主要用于苦咸水脱盐或海水淡化。其膜是导电膜，即阳离子交换膜和阴离子交换膜。
东丽反渗透膜元件以压力差为推动力的膜分离法，根据溶质粒子的大小及膜的结构性质(超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等)，又可分为超滤、纳滤、反渗透等。反渗透法可用于溶剂的纯化(渗透物为产物)和溶液浓缩(原料为产物)。反渗透法大部分应用于水的纯化，主要是苦咸水脱盐或海水淡化。反渗透法的另一个重要应用为制备高纯水。
在分离法中膜是分离技术的核心，膜材料的化学性能、结构对膜分离法起着决定性影响。膜法除盐水处理中，一般是采用高分子材料制成的膜，有纤维素类膜、芳香聚酰胺类膜、杂环类膜、聚砜类膜、聚烯烃类膜和含氟高分子膜等。
膜分离法的特点是不发生相变、常温进行、适用范围广(有机物、无机物等)、装置简单、易操作和易控制等。尽管离子交换水处理已经有成熟、完备的标准技术、但对于高含氯量、高含盐量、高硬度的水或苦咸水、海水的处理，离子交换水处理具有树脂再生需消耗大量的酸、碱，其排放液又会污染环境，运行费用较高等缺点。而膜法水处理则具有适应性强、效率高、占地面积小、运行经济等优点。所以，国内外已把电渗析法、反渗透法或膜分离法与离子交换相结合的方法应用于锅炉水处理。