膜技術在工業廢水處理和回用中的應用，一方面是為了從這些廢水中回收一些有價值的成分，另一方面是將脫除了雜質的透過水重新回用到有關工序中去，既節約資源、水源，又避免污染環境。

  這方面應用最早、技術最成熟的是用反滲透RO或(電滲析ED)技術處理電鍍廢水，如鍍鎳、鉻、銅、鋅、福等的廢水，從中回收這些金屬離子，水則回用于漂洗。由于鉻和鎳的回用價值高，許多國家對電鍍廢水的處理重點放在含鉻和含鎳廢水上。另一個是用UF技術處理電涂(泳)漆廢水，從中回收電涂(泳)漆(高分子樹脂)，水回用于沖洗。我國在20世紀70～80年代這兩種技術都已有一定規模的工業應用，當時電泳漆廢水處理中多采用國產醋酸纖維素管式UF膜裝置，后來陰極電涂發展起來，我國荷電型UF膜的開發沒有能跟上，很多汽車廠開始引進國外荷電型UF膜。鍍鎳、鋅、福的廢水多采用醋酸纖維素RO膜，鍍鉻廢水偏酸性且呈強氧化性，國外多采用芳香聚酞胺膜材料，國內曾用過聚砜酰胺膜。 用UF技術處理紡織工業退漿廢水，從中回收聚乙烯醇并回用水，國外在20世紀80年代開始有工業應用，已建有膜面積近萬平方米的大型超濾退漿廢水廠，經濟和環保效益顯著，我國雖也有應用研究報道，但至今未能推廣應用。用膜技術處理染料廢水，與傳統的廢水處理工藝比有明顯的優點，國內外都從20世紀70年代既開始有關研究，但由于投資比較大。目前膜的抗污染能力低，處理成本高，所以膜法處理染料廢水的世紀應用尚受到限制，有待于尋找一種技術上可行、經濟上也可行的治理工藝，確保染料或透過水的回收利用，使廢水治理產生經濟效益，這將是膜法治理染料廢水的研究方向。造紙工業是工業廢水最大生產源之一，用膜過程處理這類廢水的研究早在20世紀70年代就開始了，并在歐洲、美國、日本等地區和國家建立了一定規模的膜處理裝置，以探討膜技術在這些領域中應用的可行性。國外已有配套用于處理亞硫酸紙漿廢液的UF和RO裝置出售。用膜生物反應器處理含可降解有機物的工業廢水，日本已有許多小規模的浸入式膜生物反應器用于各種食品加工、乳制品及酒廠等排水的處理，我國也已有用膜生物技術處理食品加工及化工廢水的工程實例，規模大多在1000m3/d以下。