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膜技术在环保领域中有着独特的优势，尤其是微滤平板膜和反渗透膜在水处理与回用技术中得到广泛应用。随之而来的，如何降低膜成本材料，如何使膜技术与其他技术联用以提高出水水质，是膜技术应用研究中急需解决的问题。本论文以微滤平板膜及反渗透膜在水处理和回用方面的应用为例，针对上述问题进行了研究，取得如下结果：
通过无纺布和聚偏氟乙烯平板膜组件在相同操作条件下的对比实验，研究两种膜的过滤特性。结果表明：两种膜的膜生物反应器COD、氨氮平均去除率均大于90％，出水SS为零，浊度低于0.4NTU，膜过滤出水水质均达到城镇污水处理厂污染物三级排放标准。透膜压力变化表明在长期运行条件下，无纺布也适于作为膜生物反应器的过滤介质，其过滤机理为膜表面滤饼层形成动态膜，从而增强了膜截留能力。膜污染研究表明：无纺布膜阻力主要来自滤饼层(占总阻力的83.6％)，经清洗后膜通量可恢复至94％。扫描电镜显示膜表面滤饼层较厚，结合膜阻力分析结果认为该滤饼层对膜污染和可逆性影响较大。对膜表面和膜孔中胞外聚合物(EPS)的化学分析及红外分析证实其中含有蛋白质和多糖物质，而且组分分析表明蛋白质是膜污染物EPS中的主要组分，在膜孔中的含量比滤饼层中还高。
为了进一步提高产水水质，延长反渗透膜使用寿命，采用0.22微米孔径的聚偏氟乙烯膜生物反应器与反渗透技术联用。实验表明：进水COD浓度在500～800mg/L，NH4+-N浓度在20～40mg/L时，MBR对COD、氨氮的去除率分别为96.8％、89.0％。出水水质SDI、浊度、游离氯、SS满足反渗透进水要求。MBR出水经反渗透处理后电导率、硬度、碱度、Ca2+、Cl-1的去除率分别达到95.8％、99.9％、91.1％、99.9％、96.5％。处理后水质的检测指标可以达到循环冷却水水质标准。采用0.2％HCl清洗液对系统进行循环清洗，能够有效去除膜污染，使膜通量完全恢复至初始值。
以改性的无纺布超滤平板膜为介质对半导体加工芯片废水的处理与回用进行了研究，确定了影响平板膜过滤的因素，考察了动态膜与过滤阻力的关系；优化了稳定运行操作条件。经膜过滤后，出水水质电导率<20us/cm，浊度<0.1NTU，SS=0mg/L，可溶性SiO2<52mg/L，出水水质可再利用，硅粉得到了富集，达到了回收的目的。