污水中污染物通常可分为以下几种。
①固体污染物 在水中以溶解态 (直径小于1nm)、胶体态(直径1~100nm)和悬浮态(直径大于100nm)存在。在水质分析中则把能透过滤膜(孔径约3~10μm)的叫溶解固
体(DS)，不能透过的叫悬浮固体或悬浮物(SS)，两者之和为总固体(TS)。固体悬浮物常用悬浮物含量和浊度两个指标表征，用适当的膜分离技术可以取得分离效果。
②需氧污染物 能通过生物化学和化学作用消耗水中溶氧的物质称需氧污染物，大多为有机物，一般采用生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、总需氧量(TOD)和总有机碳(TOC)来表征其污染程度。
③营养性污染物 废水中所含氮 (N)和磷(P)是植物和微生物主要营养物，超过一定浓度会引起水的富营养化。
此外还有油脂类污染物、生物污染物(如致病的细菌、病毒、虫卵等)、酸、碱、金属污染物、有毒污染物等。
废水中的这些成分对膜分离的用膜和分离过程都提出了特殊的要求。例如目前大量的商品反渗透膜大多对溶盐有高脱除率，可成功用于海水和苦威水的脱盐，但对工业废水中所含有机物，特别是各种低分子量有机物的脱除情况，所知甚少，在一些复杂的工业废水中还经常有组分间的相互干扰和膜污染加激等问题出现，必须根据处理系统和脱除组分的性质进行实验或中试研究后，才能选用合适的膜和优化的工艺过程。
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