Tehnologijo membranskega ločevanja je mogoče razvrstiti na različne načine, odvisno od metode merjenja.
(1) Razvrstitev po ekstraktantu
Glede na različne produkte, ki jih je treba ločiti, lahko procese membranskega ločevanja razdelimo v štiri kategorije: čiščenje, koncentracija, ločevanje in ekstrakcija. Procesi membranskega ločevanja pri čiščenju vode, kjer je produkt permeat, se imenujejo čiščenje; tisti, kjer je retentat produkt, se imenujejo koncentracija; tista, kjer sta tako permeat kot retentat produkta, se imenujejo separacija; tiste, ki uporabljajo kombinacijo postopkov membranskega ločevanja z dvema različnima mejnima mejama zadrževanja za pridobitev snovi med dvema mejnima mejama, se imenujejo ekstrakcija.
(2) Razvrstitev glede na material membrane
Glede na material membrane lahko polprepustne membrane razdelimo na organske in anorganske membrane. Organski membranski materiali vključujejo predvsem različne polimerne materiale, kot so polisulfon, polipropilen, poliakrilonitril, poliviniliden fluorid, polietersulfon, celulozni acetat, sulfonirani polisulfon in aromatski poliamid;
Anorganske membranske materiale nadalje delimo na kovinske-anorganske membrane, kot so kovine in kovinski oksidi, in silikatne-anorganske membrane, kot sta keramika in steklo.
Organske membrane je enostavno pripraviti, imajo visoko volumsko razmerje membranskih elementov, so poceni in delujejo pri nizkih tlakih, vendar imajo slabo kemično stabilnost, temperaturno odpornost, mehansko trdnost in odpornost na čiščenje; anorganske membrane pa nasprotno.
Tako organske kot anorganske membranske tehnologije nenehno izboljšujejo svojo učinkovitost na podlagi svojih prednosti in si prizadevajo preseči prednosti druga druge. Trenutno so samo aromatični poliamidi med membranskimi materiali za reverzno osmozo dosegli obseg industrijske proizvodnje, medtem ko so materiali za ultrafiltracijske membrane precej raznoliki.
(3) Razvrstitev po natančnosti ločevanja
Na podlagi različnih natančnosti ločevanja lahko postopke membranskega ločevanja za obdelavo vode razvrstimo v fino filtracijo, mikrofiltracijo, ultrafiltracijo, nanofiltracijo, elektrodializo, reverzno osmozo, elektrodializo s smolno plastjo (znano tudi kot EDI ali elektrodeionizacija) in membransko destilacijo. Mikrofiltracijo, ultrafiltracijo, nanofiltracijo in reverzno osmozo poganja razlika v tlaku skozi membrano, medtem ko elektrodializo in elektrodializo s smolno plastjo poganja potencialna razlika. Mikrofiltracijske membrane imajo mejno vrednost molekulske mase 0,1–1,0 μm in delovni tlak 0,1–0,2 MPa; ultrafiltracijske membrane imajo mejno vrednost molekulske mase 5000–200000 Da in delovni tlak 0,1–0,3 MPa; nanofiltracijske membrane imajo stopnjo razsoljevanja 0–95 % in delovni tlak 0,3–0,6 MPa; Membrane z reverzno osmozo imajo stopnjo razsoljevanja 95,0 %–99,9 %, najmanjšo slanost permeata približno 1 mg/L in delovni tlak 0,7–7,0 MPa.
Elektrodializa proizvaja razsoljeno vodo, ki ne prežema membrane. Najmanjša slanost permeata je blizu tiste pri reverzni osmozi, delovni tlak pa je 0,1–0,2 MPa. Stopnjo razsoljevanja je mogoče nastaviti v območju 0–98 %, odvisno od dolžine pretočne poti in intenzivnosti delovnega toka.
Polnjenje pretočne poti razsoljene vode pri elektrodializi z anionskimi in kationskimi izmenjevalnimi smolami tvori elektrodializni sistem s smolno plastjo. Ko je dotočna slanost v območju 2–5 mg/L, se lahko prevodnost permeata pri elektrodializi smolne plasti vzdržuje na ravni 10–15 MΩ.
(4) Razvrstitev po strukturi membrane
Glede na razliko med poroznimi in neporoznimi membranskimi strukturami lahko ločevalne membrane razdelimo na porozne membrane in goste membrane. Porozne membrane imajo veliko število prepustnih por, goste membrane pa nimajo prepustnih por.
Glede na enotnost strukture membrane lahko porozne membrane in goste membrane razdelimo na homogene membrane in heterogene membrane. Membranska struktura homogene membrane je enakomerna v navpični smeri površine membrane, medtem ko struktura membrane heterogene membrane ni-enotna v navpični smeri površine membrane.
Mikrofiltracijske membrane so porozne heterogene membrane. Velikost por se pri prežemanju membrane spreminja neenakomerno, učinkovitost zadrževanja pa določata predvsem povprečna velikost por in poroznost.
Ultrafiltracijske membrane so porozne, heterogene membrane. Stran membrane z napajalno vodo ima gosto plast, kar ima za posledico manjše velikosti por na strani napajalne vode in večje velikosti por na strani prečiščene vode, kar olajša prepustnost vode. Tipična gosta homogena membrana je ionsko izmenjevalna membrana, ki se uporablja pri elektrodializi, z omejeno prepustnostjo za vodo, vendar izjemno visoko prepustnostjo za pozitivne ali negativne ione.
Kompozitne membrane z aromatično poliamidno reverzno osmozo so značilne heterogene goste membrane. Ta membrana je sestavljena iz debelejše, hitre-porozne podporne membrane, laminirane z izjemno tanko kompozitno plastjo visoke-hitrostne prepustnosti, ki hkrati dosega visoko prepustnost in visoko razmerje prepustnosti.
Goste homogene membrane imajo enakomerno strukturo v vseh smereh in imajo visoka razmerja prepustnosti, vendar zaradi nizke prepustnosti praviloma ne nastanejo samostojno in so pogosto gosta plast kompozitnih membran.
(5) Razvrstitev po strukturi elementov
Membranski element je delovna enota membrane, ki nastane s kombinacijo ploščatih ali nitastih membran z ustreznimi strukturnimi komponentami. Na podlagi strukturnih razlik lahko membranske elemente razvrstimo v različne strukturne oblike, kot so ploščate, nagubane, cevaste, votle in spiralno zavite.
Različne membranske strukture imajo svoje prednosti in slabosti glede prostornine, vzorca pretoka, podpore tlaku in pogojev čiščenja.
Membrane za fino filtracijo, mikrofiltracijo in ultrafiltracijo je mogoče razporediti v ploščate strukture za uporabo v ploščatih in okvirnih filtrih. Čeprav imajo ploščasti in okvirni filtri majhno volumetrično površino in zahtevajo pogosto menjavo membranskega materiala, kar omogoča samo občasno delovanje, strukturni materiali za membransko podporo in prevajanje vode niso za enkratno uporabo, kar ima za posledico najnižje stroške materiala pri zamenjavi membran.
Membrane za fino filtracijo in mikrofiltracijo je mogoče razporediti tudi v nagubane strukture, da tvorijo nagubane filtre. Te se zanašajo na nagubano strukturo za povečanje volumetrične površine in uporabljajo samo membrano za oblikovanje podpore za protitlak in kanale za prevajanje vode. Vendar pa zamenjava nagubanih membran poveča stroške strukturnih materialov.
Ploščatim in nagubanim membranam je skupna značilnost delovanja s polnim{0}}pretokom. Njihove skupne pomanjkljivosti vključujejo nezmožnost neprekinjene proizvodnje v velikem obsegu in nezmožnost čiščenja. Zaradi svoje enostavne opreme in priročnega delovanja se večinoma uporabljajo v okoljih za obdelavo vode v terminalih-manjšega obsega z nizko{4}}onesnaženostjo.
Tubularne membrane so lahko mikrofiltracijske, ultrafiltracijske, nanofiltracijske ali celo membrane za reverzno osmozo, ki delujejo pod notranjim pritiskom z notranjim premerom 10–15 mm. Tubularnih membran ni mogoče povratno izpirati, imajo majhno volumetrično površino, visoke stroške opreme in nizko učinkovitost opreme; vendar jih je mogoče temeljito-prati, zaradi česar so primerni za obdelavo tekočin z visoko-viskoznostjo, visoko-motnostjo in odlično strukturo membrane za posebno koncentracijo krme in čiščenje industrijske odpadne vode.
Votle filtracijske membrane so lahko mikrofiltracijske, ultrafiltracijske, nanofiltracijske ali reverzno osmozne, z notranjim premerom od 25 do 1200 μm in zunanjim premerom od 50 do 2000 μm.
Votle filtrirne membrane lahko glede na smer tlaka razvrstimo v vrste notranjega tlaka in zunanjega tlaka. Notranje tlačne membrane imajo manjšo volumetrično površino in nižjo-zmožnost zadrževanja umazanije, jih je enostavno hidravlično izpirati in imajo visoke zahteve glede kakovosti napajalne vode. Delujejo lahko v načinu prečnega-toka ali polnega-toka. Zunanje tlačne membrane imajo večjo volumetrično površino in večjo sposobnost-zadrževanja umazanije, ni jih enostavno hidravlično izplakniti, imajo nižje zahteve glede kakovosti napajalne vode in večinoma delujejo v načinu polnega-toka, zaradi česar je težko oblikovati navzkrižni-tok.
Votle filtrirne membrane imajo lahko izjemno visoke volumetrične površine, neprimerljive z drugimi strukturami membran, in imajo odlično zmogljivost pranja naprej in nazaj.
Zaradi omejene mehanske trdnosti votlih membranskih vlaken je lomljenje vlaken velik problem, stopnja lomljenja vlaken v določenem obdobju delovanja pa postane pomemben pokazatelj življenjske dobe membrane.
Zvit-membranske strukture se večinoma uporabljajo za nanofiltracijo in membrane za reverzno osmozo, v zadnjih letih pa so se pojavile tudi spiralne-ultrafiltracijske membrane. Ta struktura ima zmerno volumetrično površino in prednosti, kot so visoka delovna tlačna odpornost, nizke zahteve glede kakovosti napajalne vode, velika zmogljivost obraščanja, lahek navzkrižni-tok in možnost izvajanja izpiranja naprej.
Prečni-prerez pretočnega kanala napajalne vode v spiralno{1}}navzgornji membrani lahko obravnavamo kot raven kanal enakomerne višine. Ta struktura omogoča lokalizirano obraščanje in ima visoko zmogljivost obraščanja; vendar pa ni lahko doseči dobrih učinkov izpiranja na vsakem območju, zaradi česar je nagnjeno k lokalnim umazanijam.
Poleg tega spiralno navzgor{0}}kompozitnih membran ni mogoče oprati, kar ima za posledico slab učinek čiščenja. Poslabšanje zmogljivosti zaradi umazanije na membrani je velika težava za spiralne-strukture, stopnja poslabšanja zmogljivosti v določenem obdobju delovanja pa postane pomemben pokazatelj življenjske dobe membrane.