A membránleválasztó technológiát a mérési módszertől függően többféleképpen osztályozhatjuk.
(1) Kivonószer szerinti osztályozás
A különböző szétválasztandó termékek alapján a membránszeparációs folyamatok négy kategóriába sorolhatók: tisztítás, koncentrálás, elválasztás és extrakció. A vízkezelésben alkalmazott membránleválasztási folyamatokat, ahol a termék a permeátum, tisztításnak nevezik; azokat, ahol a retentátum a termék, koncentrációnak nevezzük; azokat, ahol a permeátum és a retentátum is termék, elválasztásnak nevezzük; és azokat, amelyek két különböző retentátum küszöbértékkel rendelkező membránleválasztási eljárások kombinációját alkalmazzák a két vágási küszöb közötti anyagok előállítására, extrakciónak nevezzük.
(2) Osztályozás membránanyag szerint
A membrán anyaga alapján a féligáteresztő membránok szerves és szervetlen membránokra oszthatók. A szerves membránanyagok főként különféle polimer anyagokat foglalnak magukban, például poliszulfont, polipropilént, poliakrilnitrilt, polivinilidén-fluoridot, poliéterszulfont, cellulóz-acetátot, szulfonált poliszulfont és aromás poliamidot;
A szervetlen membránanyagok tovább oszthatók fém{0}}alapú szervetlen membránokra, például fémekre és fémoxidokra, valamint szilikát-alapú szervetlen membránokra, például kerámiára és üvegre.
A szerves membránok egyszerűen előállíthatók, nagy a membránelem térfogataránya, olcsók és alacsony nyomáson működnek, de gyenge a kémiai stabilitásuk, a hőmérséklet-állóságuk, a mechanikai szilárdságuk és a tisztítási ellenállásuk; a szervetlen membránok viszont ennek az ellenkezője.
Mind a szerves, mind a szervetlen membrántechnológiák folyamatosan fejlesztik teljesítményüket saját előnyeik alapján, igyekezve egymás erősségeit felülmúlni. A fordított ozmózisos membránanyagok közül jelenleg csak az aromás poliamidok jutottak el az ipari termelési méretekhez, míg az ultraszűrő membránanyagok igen változatosak.
(3) Osztályozás szétválasztási pontosság szerint
Különböző elválasztási pontosságok alapján a vízkezelő membránszeparációs eljárások finomszűrésre, mikroszűrésre, ultraszűrésre, nanoszűrésre, elektrodialízisre, fordított ozmózisra, gyantaágyas elektrodialízisre (más néven EDI vagy elektrodeionizációra) és membrándesztillációra oszthatók. A mikroszűrést, az ultraszűrést, a nanoszűrést és a fordított ozmózist a membránon átívelő nyomáskülönbség, míg az elektrodialízist és a gyantaágyas elektrodialízist a potenciálkülönbség hajtja. A mikroszűrő membránok molekulatömege 0,1–1,0 μm és üzemi nyomásuk 0,1–0,2 MPa; az ultraszűrő membránok molekulatömegének határértéke 5000–200 000 Da, üzemi nyomása pedig 0,1–0,3 MPa; a nanoszűrő membránok sótalanítási aránya 0–95%, üzemi nyomása 0,3–0,6 MPa; A fordított ozmózisos membránok sótalanítási aránya 95,0–99,9%, minimális permeátum sótartalma körülbelül 1 mg/l, üzemi nyomásuk pedig 0,7–7,0 MPa.
Az elektrodialízis sótalanított vizet termel, amely nem hatol át a membránon. A permeátum minimális sótartalma közel áll a fordított ozmózishoz, az üzemi nyomás pedig 0,1–0,2 MPa. A sótalanítás mértéke 0-98% tartományban állítható az áramlási út hosszától és az üzemi áramerősségtől függően.
Az elektrodialízis sótalanított víz áramlási útvonalát anion- és kationcserélő gyantákkal töltve gyantaágyas elektrodialízis rendszer jön létre. Ha a befolyó sótartalom 2-5 mg/l tartományban van, a gyantaágyas elektrodialízis permeátum vezetőképessége 10-15 MΩ szinten tartható.
(4) Osztályozás membránszerkezet szerint
A porózus és nem{0}}porózus membránszerkezetek közötti különbség alapján az elválasztó membránok porózus membránokra és sűrű membránokra oszthatók. A porózus membránok nagyszámú áteresztő pórussal rendelkeznek, míg a sűrű membránok nem rendelkeznek áteresztő pórusokkal.
A membránszerkezet egységessége alapján a porózus membránok és a sűrű membránok tovább oszthatók homogén membránokra és heterogén membránokra. A homogén membrán membránszerkezete a membrán felületének függőleges irányában egyenletes, míg a heterogén membrán membránszerkezete a membránfelület függőleges irányában nem egyenletes.
A mikroszűrő membránok porózus heterogén membránok. A pórusméret szabálytalanul változik a membránon való áthatoláskor, a retenciós hatékonyságot elsősorban az átlagos pórusméret és porozitás határozza meg.
Az ultraszűrő membránok porózus, heterogén membránok. A membrán tápvíz oldala sűrű réteggel rendelkezik, ami kisebb pórusméretet eredményez a tápvíz oldalon, és nagyobb pórusméretet a tisztított víz oldalon, ami megkönnyíti a vízáteresztő képességet. Egy tipikus sűrű homogén membrán az elektrodialízisben használt ioncserélő membrán, amely korlátozott vízáteresztő képességgel rendelkezik, de rendkívül nagy a pozitív vagy negatív ionok permeabilitása.
Az aromás poliamid fordított ozmózis kompozit membránok tipikus heterogén sűrű membránok. Ez a membrán vastagabb, nagy sebességű, porózus hordozómembránból áll, amely rendkívül vékony, nagy sebességű{2}}permeabilitású kompozit réteggel laminált, és egyszerre éri el a nagy permeabilitást és a nagy permeabilitási arányt.
A sűrű homogén membránok minden irányban egységes szerkezetűek és nagy permeabilitási aránnyal rendelkeznek, de alacsony permeabilitásuk miatt általában nem jönnek létre önállóan, és gyakran a kompozit membránok sűrű rétegei.
(5) Osztályozás elemstruktúra szerint
A membránelem egy membrán munkaegység, amelyet lapszerű vagy fonalas membránok és megfelelő szerkezeti elemek kombinálásával alakítanak ki. A szerkezeti különbségek alapján a membránelemek különböző szerkezeti formákba sorolhatók, mint pl. lemezes, redős, csőszerű, üreges és spirális tekercs.
A különféle membránszerkezeteknek megvannak a maguk előnyei és hátrányai a térfogati terület, az áramlási minta, a nyomástartás és a tisztítási feltételek tekintetében.
A finomszűrős, mikroszűrős és ultraszűrős membránok lemezes szerkezetekben helyezhetők el lemezes és keretes szűrőkben való használatra. Bár a lemezes és keretes szűrők kis térfogatúak, és gyakori membránanyagcserét igényelnek, így csak szakaszos működést tesznek lehetővé, a membrántartó és a vízvezetés szerkezeti anyagai nem eldobhatóak, így a membránok cseréjekor a legalacsonyabb az anyagköltség.
A finomszűrő és mikroszűrő membránok redős szerkezetekbe is rendezhetők, így redős szűrőket alkotnak. Ezek a redős szerkezetre támaszkodnak, hogy növeljék a térfogati területet, és magát a membránt használják az ellennyomás alátámasztó és vízvezető csatornák kialakítására. A redős membránok cseréje azonban növeli a szerkezeti anyagok költségeit.
Mind a lemezes, mind a redős membránok megegyeznek a teljes áramlási jellemzőkkel-. Közös hátrányuk, hogy nem lehet folyamatosan nagy mennyiségben előállítani, és nem lehet tisztítani. Egyszerű felszereltségüknek és kényelmes működésüknek köszönhetően többnyire kis-léptékű, kis-szennyeződésű, folyamatterminális vízkezelő környezetekben használatosak.
A tubuláris membránok lehetnek mikroszűréses, ultraszűréses, nanoszűréses, vagy akár fordított ozmózisos membránok is, amelyek belső nyomás alatt működnek, 10-15 mm belső átmérővel. A cső alakú membránok nem moshatók vissza, kis térfogatúak, magasak a berendezés költsége és alacsony a berendezés hatékonysága; azonban alaposan előre-moshatók, így alkalmasak nagy-viszkozitású, nagy-turbiditású folyadékok kezelésére, valamint kiváló membránszerkezettel rendelkeznek speciális takarmánykoncentrációhoz és ipari szennyvízkezeléshez.
Az üreges szűrőmembránok lehetnek mikroszűrés, ultraszűrés, nanoszűrés vagy fordított ozmózis, belső átmérőjük 25-1200 μm, külső átmérője 50-2000 μm.
Az üreges szűrőmembránok nyomásirány szerint belső nyomású és külső nyomású típusokra oszthatók. A belső nyomómembránok kisebb térfogatú felülettel és kisebb szennyeződés-tartó{1}}kapacitással rendelkeznek, könnyen hidraulikusan öblíthetők, és magas követelményeket támasztanak a tápvíz minőségével szemben. Működhetnek kereszt-áramú vagy teljes-áramlási módban. A külső nyomómembránok nagyobb térfogatú felülettel és nagyobb szennyeződés-megtartó képességgel rendelkeznek, nem könnyű hidraulikus öblítésük, alacsonyabbak a tápvíz minőségi követelményei, és többnyire teljes áramlási módban működnek, ami megnehezíti a keresztáramlás kialakítását.
Az üreges szűrőmembránok rendkívül nagy térfogatú felületekkel rendelkezhetnek, amelyekhez nem hasonlítanak más membránszerkezetek, és kiváló előre- és visszamosási teljesítményük van.
Az üreges membránszálak korlátozott mechanikai szilárdsága miatt a száltörés komoly probléma, és a száltörési sebesség egy adott működési perióduson belül a membrán élettartamának fontos mutatója lesz.
A roll-up membránszerkezeteket főként nanofiltrációs és fordított ozmózisos membránokhoz használják, és az utóbbi években megjelentek a spirál-ultraszűrő membránok is. Ennek a szerkezetnek mérsékelt térfogata van, és olyan előnyei vannak, mint például a nagy üzemi nyomásállóság, alacsony tápvízminőségi követelmények, nagy szennyeződési kapacitás, könnyű kereszt-áramlás és az előremenő öblítés lehetősége.
A tápvíz áramlási csatorna keresztmetszete egy spirális-membránban egyenletes magasságú egyenes csatornának tekinthető. Ez a szerkezet helyi szennyeződést tesz lehetővé, és nagy szennyeződési kapacitással rendelkezik; azonban nem könnyű minden területen jó öblítő hatást elérni, így hajlamos a helyi elszennyeződésre.
Ezenkívül a spirál{0}}kompozit membránokat nem lehet visszamosni, ami gyenge tisztítási hatást eredményez. A membrán eltömődéséből adódó teljesítményromlás komoly problémát jelent a spirális -felfelé irányuló szerkezeteknél, és a teljesítményromlás mértéke egy adott működési perióduson belül a membrán élettartamának fontos mutatója lesz.