Membraanide eraldamise tehnoloogiat saab sõltuvalt mõõtmismeetodist liigitada erinevalt.
(1) Ekstraktandi klassifikatsioon
Erinevate eraldatavate toodete põhjal võib membraanide eraldamise protsessid jagada nelja kategooriasse: puhastamine, kontsentreerimine, eraldamine ja ekstraheerimine. Membraani eraldamise protsesse veepuhastuses, kus permeaat on saadus, nimetatakse puhastamiseks; neid, kus retentaadiks on toode, nimetatakse kontsentratsiooniks; neid, kus nii permeaat kui retentaat on tooted, nimetatakse eraldamiseks; ja neid, mis kasutavad kahe erineva retentaadi piirväärtusega membraanide eraldamise protsesside kombinatsiooni, et saada aineid kahe piirväärtuse vahel, nimetatakse ekstraheerimiseks.
(2) Klassifikatsioon membraanimaterjali järgi
Membraanimaterjali põhjal võib poolläbilaskvad membraanid jagada orgaanilisteks ja anorgaanilisteks membraanideks. Orgaanilised membraanimaterjalid hõlmavad peamiselt mitmesuguseid polümeermaterjale, nagu polüsulfoon, polüpropüleen, polüakrüülnitriil, polüvinülideenfluoriid, polüeetersulfoon, tselluloosatsetaat, sulfoneeritud polüsulfoon ja aromaatne polüamiid;
Anorgaanilised membraanimaterjalid jagunevad veel metalli{0}}põhisteks anorgaanilisteks membraanideks, nagu metallid ja metallioksiidid, ning silikaat-põhisteks anorgaanilisteks membraanideks, nagu keraamika ja klaas.
Orgaanilisi membraane on lihtne valmistada, neil on kõrge membraanielementide mahusuhe, need on odavad ja töötavad madalal rõhul, kuid neil on halb keemiline stabiilsus, temperatuuritaluvus, mehaaniline tugevus ja puhastuskindlus; anorgaanilised membraanid seevastu on vastupidised.
Nii orgaanilised kui ka anorgaanilised membraanitehnoloogiad täiustavad pidevalt oma jõudlust vastavalt nende eelistele, püüdes üksteise tugevusi ületada. Praegu on ainult aromaatsed polüamiidid pöördosmoosmembraanimaterjalide hulgas jõudnud tööstusliku tootmismahuni, samas kui ultrafiltratsioonimembraanimaterjale on palju erinevaid.
(3) Klassifikatsioon eraldamise täpsuse järgi
Erinevate eraldustäpsuste põhjal võib veepuhastusmembraani eraldamise protsesse klassifitseerida peenfiltreerimiseks, mikrofiltreerimiseks, ultrafiltratsiooniks, nanofiltratsiooniks, elektrodialüüsiks, pöördosmoosiks, vaigukihi elektrodialüüsiks (tuntud ka kui EDI või elektrodeioniseerimine) ja membraandestillatsiooniks. Mikrofiltreerimine, ultrafiltreerimine, nanofiltreerimine ja pöördosmoos on kõik tingitud membraani läbivast rõhuerinevusest, samas kui elektrodialüüsi ja vaigukihi elektrodialüüsi ajendab potentsiaalide erinevus. Mikrofiltratsioonimembraanide molekulmassi piirväärtus on 0,1–1,0 μm ja töörõhk 0,1–0,2 MPa; ultrafiltratsioonimembraanide molekulmassi piirväärtus on 5000–200 000 Da ja töörõhk 0,1–0,3 MPa; nanofiltratsioonimembraanide magestamise määr on 0–95% ja töörõhk 0,3–0,6 MPa; pöördosmoosi membraanide magestamise määr on 95,0–99,9%, minimaalne permeaadi soolsus on umbes 1 mg/l ja töörõhk 0,7–7,0 MPa.
Elektrodialüüsi tulemusel saadakse magestatud vesi, mis ei läbi membraani. Minimaalne permeaadi soolsus on pöördosmoosi omale lähedane ja töörõhk on 0,1–0,2 MPa. Magestamise määra saab reguleerida vahemikus 0–98%, sõltuvalt voolutee pikkusest ja töövoolu intensiivsusest.
Elektrodialüüsi magestatud vee voolutee täitmine anioon- ja katioonvahetusvaikudega moodustab vaigukihi elektrodialüüsisüsteemi. Kui sissevoolu soolsus on vahemikus 2–5 mg/l, võib vaigukihi elektrodialüüsi läbilaskvusjuhtivust hoida 10–15 MΩ.
(4) Klassifikatsioon membraanistruktuuri järgi
Poorsete ja mittepoorsete membraanide struktuuride erinevuse põhjal võib eraldusmembraanid jagada poorseteks ja tihedateks membraanideks. Poorsetel membraanidel on palju läbilaskvaid poore, samas kui tihedatel membraanidel ei ole läbilaskvaid poore.
Membraani struktuuri ühtsuse alusel võib poorsed membraanid ja tihedad membraanid jagada homogeenseteks ja heterogeenseteks membraanideks. Homogeense membraani membraanistruktuur on membraani pinna vertikaalsuunas ühtlane, heterogeense membraani membraani struktuur aga membraani pinna vertikaalsuunas ebaühtlane.
Mikrofiltratsioonimembraanid on poorsed heterogeensed membraanid. Pooride suurus muutub membraani läbimisel ebaregulaarselt ning retentsioonitõhususe määravad peamiselt pooride keskmine suurus ja poorsus.
Ultrafiltratsioonimembraanid on poorsed, heterogeensed membraanid. Membraani toitevee poolel on tihe kiht, mille tulemuseks on väiksemad poorid toitevee poolel ja suuremad pooride suurused puhastatud vee poolel, mis hõlbustab vee läbilaskvust. Tüüpiline tihe homogeenne membraan on elektrodialüüsis kasutatav ioonivahetusmembraan, mille vee läbilaskvus on piiratud, kuid positiivsete või negatiivsete ioonide läbilaskvus on äärmiselt kõrge.
Aromaatsest polüamiidist pöördosmoosiga komposiitmembraanid on tüüpilised heterogeensed tihedad membraanid. See membraan koosneb paksemast, kiirest{1}}poorsest tugimembraanist, mis on lamineeritud üliõhukese suure-kiire läbilaskvusega komposiitkihiga, saavutades samaaegselt nii suure läbilaskvuse kui ka kõrge läbilaskvuse suhte.
Tihedad homogeensed membraanid on kõigis suundades ühtlase struktuuriga ja kõrge läbilaskvuse suhtega, kuid nende madala läbilaskvuse tõttu ei moodustu nad üldiselt iseseisvalt ja on sageli komposiitmembraanide tihe kiht.
(5) Klassifikatsioon elementide struktuuri järgi
Membraanelement on membraani tööüksus, mis on moodustatud leht--- või filamentmembraanide kombineerimisel vastavate konstruktsioonikomponentidega. Struktuurierinevuste põhjal võib membraanielemente liigitada erinevatesse struktuurivormidesse, nagu plaat-, kurru-, toru-, õõnes- ja spiraalhaav.
Erinevatel membraanistruktuuridel on oma eelised ja puudused mahulise pindala, voolumustri, rõhu toetamise ja puhastustingimuste osas.
Peenfiltratsiooni, mikrofiltratsiooni ja ultrafiltratsiooni membraane saab paigutada plaatstruktuuridesse, mida kasutatakse plaat- ja raamfiltrites. Kuigi plaat- ja raamfiltritel on väike mahuline pindala ja need vajavad sagedast membraanimaterjali väljavahetamist, võimaldades vaid vahelduvat tööd, ei ole membraani toestamiseks ja veejuhtimiseks mõeldud konstruktsioonimaterjalid ühekordselt kasutatavad, mistõttu on membraanide vahetamisel madalaim materjalikulu.
Peenfiltratsiooni ja mikrofiltratsiooni membraane saab paigutada ka volditud struktuuridesse, et moodustada volditud filtreid. Need toetuvad volditud struktuurile, et suurendada mahu pindala ja kasutada membraani ennast vasturõhu tugi- ja veejuhtimiskanalite moodustamiseks. Plisseeritud membraanide asendamine suurendab aga konstruktsioonimaterjalide maksumust.
Nii plaat- kui ka volditud membraanid jagavad täieliku -voolu toimimise tunnuseid. Nende ühised puudused hõlmavad suutmatust toota pidevalt suures mahus ja võimetust puhastada. Lihtsa varustuse ja mugava kasutamise tõttu kasutatakse neid enamasti väikesemahulistes-väikese-reostusega protsessi lõppveepuhastuskeskkondades.
Torukujulised membraanid võivad olla mikrofiltratsiooni-, ultrafiltratsiooni-, nanofiltratsiooni- või isegi pöördosmoosimembraanid, mis töötavad siserõhul 10–15 mm siseläbimõõduga. Torukujulisi membraane ei saa tagasi pesta, neil on väike ruumala, kõrge seadmete maksumus ja madal seadmete tõhusus; kuid neid saab põhjalikult pesta-, mis muudab need sobivaks suure-viskoossusega ja suure-hägususega vedelike töötlemiseks ning suurepärase membraanstruktuuriga spetsiaalseks sööda kontsentreerimiseks ja tööstusliku reovee puhastamiseks.
Õõnesfiltrimise membraanid võivad olla mikrofiltreerimine, ultrafiltreerimine, nanofiltratsioon või pöördosmoos, sisediameetriga 25–1200 μm ja välisläbimõõduga 50–2000 μm.
Õõnesfiltreerimismembraane saab vastavalt rõhu suunale klassifitseerida siserõhu ja välisrõhu tüüpideks. Sisesurvemembraanidel on väiksem pindala ja väiksem mustuse{1}}hoidmisvõime, neid on lihtne hüdrauliliselt loputada ja neil on kõrged nõuded toitevee kvaliteedile. Need võivad töötada ristvoolu-või täis-voolurežiimis. Välissurvemembraanidel on suurem ruumala ja suurem mustuse{6}}hoidmisvõime, neid ei ole lihtne hüdrauliliselt loputada, neil on madalamad nõuded toitevee kvaliteedile ja need töötavad enamasti täisvoolu režiimis, mistõttu on ristvoolu moodustamine keeruline.
Õõnesfiltreerimismembraanidel võivad olla äärmiselt suured ruumalad, mis on võrreldamatud teiste membraanistruktuuridega ning neil on suurepärane edasi- ja tagasipesu jõudlus.
Õõnesmembraanikiudude piiratud mehaanilise tugevuse tõttu on kiudude purunemine suureks probleemiks ja kiu purunemiskiirus konkreetse tööperioodi jooksul muutub membraani eluea oluliseks näitajaks.
Roll-membraanstruktuure kasutatakse peamiselt nanofiltratsiooni ja pöördosmoosi membraanide jaoks ning viimastel aastatel on ilmunud ka spiraal-ultrafiltratsioonimembraanid. Sellel struktuuril on mõõdukas mahuline pindala ja eelised, nagu kõrge töörõhukindlus, madalad toitevee kvaliteedinõuded, suur saastumisvõime, lihtne rist-vool ja võime teostada edasist loputamist.
Toitevee voolukanali ristlõiget spiraalselt-üles membraanis võib pidada ühtlase kõrgusega sirgeks kanaliks. See struktuur võimaldab lokaalset saastumist ja sellel on kõrge saastumisvõime; Siiski ei ole lihtne saavutada häid loputusefekte igas piirkonnas, mistõttu on see kalduvus lokaalsele saastumisele.
Lisaks ei saa spiraalselt{0}}üles olevaid komposiitmembraane tagasi pesta, mille tulemuseks on halb puhastusefekt. Membraani saastumisest tulenev jõudluse halvenemine on spiraal-ülesstruktuuride peamine probleem ja jõudluse halvenemise määr konkreetse tööperioodi jooksul muutub membraani eluea oluliseks näitajaks.