Технологията за мембранно разделяне може да бъде класифицирана по различни начини в зависимост от метода на измерване.
(1) Класификация по екстрагент
Въз основа на различните продукти, които трябва да се разделят, процесите на мембранно разделяне могат да бъдат разделени на четири категории: пречистване, концентрация, разделяне и екстракция. Процесите на мембранно разделяне при пречистване на вода, където пермеатът е продуктът, се наричат пречистване; тези, при които ретентатът е продуктът, се наричат концентрация; тези, при които и пермеатът, и ретентатът са продукти, се наричат разделяне; и тези, които използват комбинация от процеси на мембранно разделяне с две различни гранични стойности на ретентата за получаване на вещества между двете гранични стойности на прекъсване, се наричат екстракция.
(2) Класификация по материал на мембраната
Въз основа на материала на мембраната, полупропускливите мембрани могат да бъдат разделени на органични и неорганични мембрани. Органичните мембранни материали включват главно различни полимерни материали като полисулфон, полипропилен, полиакрилонитрил, поливинилиден флуорид, полиетерсулфон, целулозен ацетат, сулфониран полисулфон и ароматен полиамид;
Неорганичните мембранни материали се разделят допълнително на метални -неорганични мембрани, като метали и метални оксиди, и силикатни-неорганични мембрани, като керамика и стъкло.
Органичните мембрани са лесни за приготвяне, имат високи обемни съотношения на мембранните елементи, евтини са и работят при ниско налягане, но страдат от лоша химическа стабилност, температурна устойчивост, механична якост и устойчивост на почистване; неорганичните мембрани, от друга страна, са обратното.
Както органичните, така и неорганичните мембранни технологии непрекъснато подобряват своята производителност въз основа на техните съответни предимства, стремейки се да надминат силните си страни. Понастоящем само ароматните полиамиди сред мембранните материали за обратна осмоза са достигнали промишлен производствен мащаб, докато мембранните материали за ултрафилтрация имат значително разнообразие.
(3) Класификация по прецизност на разделяне
Въз основа на различни прецизности на разделяне, процесите на мембранно разделяне на вода могат да бъдат класифицирани като фина филтрация, микрофилтрация, ултрафилтрация, нанофилтрация, електродиализа, обратна осмоза, електродиализа със смола (известна също като EDI или електродейонизация) и мембранна дестилация. Микрофилтрацията, ултрафилтрацията, нанофилтрацията и обратната осмоза се управляват от разликата в налягането през мембраната, докато електродиализата и електродиализата със смола се управляват от потенциалната разлика. Микрофилтрационните мембрани имат граница на молекулното тегло от 0,1–1,0 μm и работно налягане от 0,1–0,2 MPa; ултрафилтрационните мембрани имат граница на молекулното тегло от 5000–200000 Da и работно налягане от 0,1–0,3 MPa; нанофилтрационните мембрани имат степен на обезсоляване от 0–95% и работно налягане от 0,3–0,6 MPa; мембраните за обратна осмоза имат степен на обезсоляване от 95,0%–99,9%, минимална соленост на пермеата от приблизително 1 mg/L и работно налягане от 0,7–7,0 MPa.
Електродиализата произвежда обезсолена вода, която не прониква през мембраната. Минималната соленост на пермеата е близка до тази на обратната осмоза, а работното налягане е 0,1–0,2 MPa. Степента на обезсоляване може да се регулира в диапазона от 0–98% в зависимост от дължината на пътя на потока и интензитета на работния ток.
Запълването на пътя на потока на обезсолена вода при електродиализата с анионни и катионобменни смоли образува система за електродиализа със смолен слой. Когато входящата соленост е в диапазона от 2–5 mg/L, проводимостта на пермеата при електродиализата на слоя смола може да се поддържа на ниво от 10–15 MΩ.
(4) Класификация по структура на мембраната
Въз основа на разликата между порести и непорести мембранни структури, разделителните мембрани могат да бъдат разделени на порести мембрани и плътни мембрани. Порестите мембрани имат голям брой пропускливи пори, докато плътните мембрани нямат пропускливи пори.
Въз основа на еднаквостта на мембранната структура, порестите мембрани и плътните мембрани могат да бъдат допълнително разделени на хомогенни мембрани и хетерогенни мембрани. Мембранната структура на хомогенната мембрана е еднаква във вертикалната посока на повърхността на мембраната, докато мембранната структура на хетерогенната мембрана не е -еднородна във вертикалната посока на повърхността на мембраната.
Микрофилтрационните мембрани са порести хетерогенни мембрани. Размерът на порите се променя неравномерно при проникване на мембраната и ефективността на задържане се определя главно от средния размер на порите и порьозността.
Ултрафилтрационните мембрани са порести, хетерогенни мембрани. Страната на захранващата вода на мембраната има плътен слой, което води до по-малки размери на порите от страната на захранващата вода и по-големи размери на порите от страната на пречистената вода, което улеснява водопропускливостта. Типична плътна хомогенна мембрана е йонообменна мембрана, използвана при електродиализа, с ограничена водопропускливост, но изключително висока пропускливост за положителни или отрицателни йони.
Композитните мембрани с обратна осмоза от ароматен полиамид са типични хетерогенни плътни мембрани. Тази мембрана се състои от по-дебела, високо-скоростна, пореста поддържаща мембрана, ламинирана с изключително тънък композитен слой с висока-скоростна пропускливост, постигайки едновременно висока пропускливост и високо съотношение на пропускливост.
Плътните хомогенни мембрани имат еднаква структура във всички посоки и притежават високи коефициенти на пропускливост, но поради ниската си пропускливост, те обикновено не се образуват самостоятелно и често са плътният слой на композитните мембрани.
(5) Класификация по елементна структура
Мембранният елемент е работна единица на мембраната, образувана чрез комбиниране на лист{0}}подобни или нишковидни мембрани със съответните структурни компоненти. Въз основа на структурните разлики мембранните елементи могат да бъдат класифицирани в различни структурни форми като плочи, нагънати, тръбни, кухи и спирално навити.
Различните мембранни структури имат своите предимства и недостатъци по отношение на обемна площ, модел на потока, поддържане на налягането и условия на почистване.
Мембраните за фина филтрация, микрофилтрация и ултрафилтрация могат да бъдат подредени в пластинчати структури за използване в пластинчати и рамкови филтри. Въпреки че пластинчатите и рамковите филтри имат малка обемна площ и изискват честа смяна на материала на мембраната, което позволява само периодична работа, структурните материали за опора на мембраната и водопроводимост не са за еднократна употреба, което води до най-ниските разходи за материали при подмяна на мембраните.
Мембраните за фино филтриране и микрофилтриране могат също да бъдат подредени в нагънати структури, за да образуват нагънати филтри. Те разчитат на надиплената структура за увеличаване на обемната площ и използват самата мембрана, за да образуват опора за обратно налягане и канали за водна проводимост. Замяната на нагънатите мембрани обаче увеличава цената на структурните материали.
Както пластинчатите, така и нагънатите мембрани споделят характеристиката на работа с пълен{0}}поток. Техните общи недостатъци включват невъзможността да се произвеждат непрекъснато в голям мащаб и невъзможността да бъдат почиствани. Благодарение на опростеното си оборудване и удобната работа, те се използват най-вече в малки-мащабни среди с ниско-замърсяване на терминални пречиствателни води.
Тръбните мембрани могат да бъдат микрофилтрационни, ултрафилтрационни, нанофилтрационни или дори мембрани за обратна осмоза, работещи под вътрешно налягане с вътрешен диаметър 10–15 mm. Тръбните мембрани не могат да бъдат промити обратно, имат малка обемна площ, висока цена на оборудването и ниска ефективност на оборудването; въпреки това, те могат да бъдат напълно-измити, което ги прави подходящи за третиране на течности с висок-вискозитет, висока-мътност и отлична мембранна структура за специална концентрация на захранване и пречистване на промишлени отпадъчни води.
Кухите филтриращи мембрани могат да бъдат микрофилтрационни, ултрафилтрационни, нанофилтрационни или обратна осмоза, с вътрешен диаметър от 25 до 1200 μm и външен диаметър от 50 до 2000 μm.
Кухите филтриращи мембрани могат да бъдат класифицирани в типове вътрешно налягане и външно налягане според посоката на налягането. Мембраните за вътрешно налягане имат по-малка обемна площ и по-малък-капацитет за задържане на мръсотия, лесни са за хидравлично промиване и имат високи изисквания към качеството на захранващата вода. Те могат да работят в режим на кръстосан-поток или пълен-поток. Мембраните за външно налягане имат по-голяма обемна площ и по-висок-капацитет за задържане на мръсотия, не са лесни за хидравлично промиване, имат по-ниски изисквания към качеството на захранващата вода и най-вече работят в режим на пълен-поток, което затруднява образуването на напречен-поток.
Кухите филтриращи мембрани могат да имат изключително големи обемни площи, несравними с други мембранни структури, и притежават отлична производителност при промиване напред и назад.
Поради ограничената механична якост на кухите мембранни влакна, счупването на влакната е основен проблем и скоростта на счупване на влакната в рамките на определен период на работа се превръща във важен показател за продължителността на живота на мембраната.
Руло{0}}мембранните структури се използват главно за нанофилтрация и мембрани за обратна осмоза, а през последните години се появиха и спираловидни-ултрафилтрационни мембрани. Тази структура има умерена обемна площ и предимства като устойчивост на високо работно налягане, ниски изисквания за качество на захранващата вода, голям капацитет на замърсяване, лесен напречен -поток и възможност за извършване на промиване напред.
Напречното-сечение на канала за потока на захранващата вода в спираловидно-нагоре мембрана може да се разглежда като прав канал с еднаква височина. Тази структура позволява локализирано замърсяване и има висок капацитет на замърсяване; въпреки това, не е лесно да се постигнат добри ефекти на промиване във всяка област, което я прави податлива на локално замърсяване.
Освен това спираловидните-композитни мембрани не могат да бъдат промити обратно, което води до лош почистващ ефект. Влошаването на производителността поради замърсяване на мембраната е основен проблем за спираловидно-структурите и степента на влошаване на производителността в рамките на конкретен период на работа се превръща във важен показател за продължителността на живота на мембраната.