废水中的金属元素是污染环境的主要因素之一，对废水中的金属元素进行分离回收可以充分利用资源，减少污染。通过膜分离技术进行二次金属资源的回收和水的回用处理已有大量研究，并在工程实践中获得效益近年来膜分离技术发展迅速，对物质的高效分离与转化过程带来了新的机遇。膜分离技术中的纳滤和反渗透可应用于低浓度金属离子的浓缩，两者对金属离子都有较高的截留率，反渗透对金属离子的截留基本没有选择性，而且能耗相对纳滤膜较高，因此纳滤膜比反渗透更适用于金属离子的分离浓缩。膜电解技术在氯碱工业中应用较成熟，但由于其能耗相对较高，在含金属离子废水处理中没有实现大规模的工业化应用，改善工艺结构是提高电流利用率的关键。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
胶团强化超滤、络合超滤是先通过添加化学药剂使金属离子从小粒径变成大粒径，再通过成本低、易操作的超滤膜进行截留分离，发展的关键在于制备低污染，易回收的化学添加剂。膜萃取的关键在于针对混合金属离子分离的萃取剂和萃取条件的探索，并建立合理的数学模型，便于实现工业应用。当前水、矿等资源日渐短缺，环境恶化，“三废”排放标准越来越严格，而膜分离技术可以有效实现资源回收和水、气纯化，在各行业中都发挥重要作用。我国对膜的需求量越来越大，近年来每年都以大于20%的速率增长，国内许多以膜分离技术为主导的企业积极研发新的制膜工艺，提高膜性能、降低能耗，但主要生产超滤膜和微滤膜，纳滤膜和反渗透膜大部分靠进口。另外，膜分离技术的应用中普遍存在易污染、膜寿命短等缺陷，当前关键任务一是进行新材料和新的制膜工艺的开发，优化膜的性能，再就是开发实用的膜分离技术或集成技术应用于含重金属离子废水处理和回收利用。