Zastosowanie technik membranowych niesie za sobą szereg korzyści, do których zaliczamy:

• niską energochłonność, czyli niskie zużycie energii w procesach z zastosowaniem technik membranowych

W ogólnym przypadku realizacji procesów membranowych energia wymagana do prowadzenia procesu związana jest z pracą pomp podających ciecz lub gaz do membrany. Przy odpowiednim doborze pomp do układu i ustaleniu punktu pracy instalacji pobierana do układu energia może być sprowadzona do absolutnego minimum. Instalacje membranowe pobierają również energię potrzebną na zasilanie układu sterowania, lecz jest ona równa energii pobieranej do sterowania także innymi procesami.

Przykładowo, dla uzyskania 1 m3 wody demineralizowanej techniką odwróconej osmozy potrzebna jest energia 18 MJ. Dla porównania, taką samą wodę uzyskamy metodą destylacji przy zużyciu energii 62 MJ.

• brak dodatkowych odpadów stałych poza składnikami rozdzielanej mieszaniny, ponieważ w procesach nie stosuje się żadnych dodatkowych związków chemicznych

Procesy membranowe w swoim działaniu wykorzystują zjawiska czysto fizyczne. Oznacza to, że podczas ich przebiegu nie zachodzą reakcje chemiczne. Suma składników zasilających instalację membranową jest równa sumie składników opuszczających instalację strumieniami permeatu i retentatu.

Zasada działania procesów membranowych opiera się na wykorzystaniu różnic we właściwościach fizycznych rozdzielanych substancji. Do właściwości tych zalicza się w szczególności rozmiar substancji, ich zdolność do dyfuzji i rozpuszczania czy też polarność.

W większości procesów membranowych rozdział składników mieszanin odbywa się bez zmiany stanu skupienia. Tam, gdzie następuje zmiana stanu skupienia, np. w procesie perwaporacji, nie zmienia się skład chemiczny.

Niewątpliwą zaletą czysto fizycznego rozdziału substancji jest większa łatwość spełniania wymogów środowiskowych poprzez brak produkcji odpadów obciążonych chemicznie.

Brak konieczności stosowania dodatkowych substancji chemicznych wspomagających proces membranowy wpływa na ekonomiczność prowadzenia tych procesów poprzez wyeliminowanie zakupów i zużycia takich substancji, a następnie ich utylizacji.

• skalowalność (systemy modułowe) i prowadzenie procesów w sposób ciągły

Procesy membranowe prowadzone są na specjalnych przegrodach – membranach. Membrany, jako przegrody filtracyjne, mogą posiadać dowolną powierzchnię – od zaledwie kilku mm2 (układy laboratoryjne) aż teoretycznie do nieskończoności. Z powierzchnią membrany związana jest wydajność instalacji membranowej. Jakość produktu jest natomiast niezależna od powierzchni membrany.

Taki stan rzeczy pozwala inżynierom na łatwe dopasowanie wydajności instalacji membranowej do wymagań prowadzonego procesu (wymagań klienta). W każdym czasie wydajność instalacji może być zmieniona poprzez zwiększenie lub zmniejszenie powierzchni filtracyjnej, co w praktyce polega na dodaniu lub odjęciu zamontowanych w instalacji modułów membranowych.

Stosowane w procesach membranowych metody zapobiegania spadkowi strumienia filtracji w czasie (filtracja krzyżowa, przemywanie wsteczne) umożliwiają prowadzenie procesu w sposób ciągły i nieprzerwany przez bardzo długi okres.

• możliwość łatwego łączenia procesów membranowych z innymi procesami jednostkowymi

Każdy proces membranowy może być traktowany jako operacja jednostkowa. Oznacza to, że poszczególne procesy membranowe mogą być łączone ze sobą w celu uzyskania dokładniejszego oczyszczenia lub frakcjonowania produktów. Możliwość łączenia procesów membranowych rozciąga się także na inne procesy niemembranowe. Ta właściwość pozwala na uczynienie procesu membranowego elementem większego ciągu technologicznego. Tylko względy technologiczne decydować będą o umiejscowieniu technik membranowych w tym procesie – na początku, na końcu lub też w środku. W każdym jednak przypadku w praktyce przemysłowej okazuje się, że obecność procesu membranowego w ciągu technologicznym (o ile jego obecność jest usprawiedliwiona) poprawia efektywność całej technologii.

Przykładem połączenia technik membranowych z technikami klasycznymi wykorzystywanymi w obróbce wody może być następujący ciąg technologiczny: filtr piaskowy > filtr workowy > mikrofiltracja > odwrócona osmoza > złoże jonowymienne > lampa UV.

• niski koszt ogólny procesu

Kosztem procesu membranowego jest przede wszystkim koszt energii potrzebnej na zasilanie pomp doprowadzających ciecz lub gaz do membrany. Podczas normalnej pracy instalacji membranowej jest to jedyny zauważalny ekonomicznie strumień energii zużywany przez proces.

Z racji czysto fizycznego rozdziału składników mieszanin i niepowstawania dodatkowych strumieni odpadowych obciążonych chemikaliami koszt zagospodarowania odpadów jest zredukowany. Oszczędność zauważyć można zarówno na braku konieczności zakupu środków chemicznych wspomagających filtrację, szybko zużywalnych materiałów, ale także na braku konieczności zagospodarowania dużych strumieni ciężkich odpadów.