膜分离法是使含气态污染物的废气在一定的压力梯度下透过特定的薄膜，利用不同气体透过薄膜的速度不同，将气态污染物分离除去的方法。选择不同结构的膜，就可分离不同的气态污染物，这就是废气处理的膜分离法。

　　气体通过膜的渗透情况较为复杂，不同的膜渗透情况不同，机理也各异，总的来说可分为两大类。

　　第一类是通过多孔型膜的流动，这种膜是微孔膜，孔径大小为5~30nm。该膜具有活泼的毛细管体系，对气体组分具有吸附力而造成流动，故也称“吸附型”膜，其渗透属微孔扩散机理。

　　第二类是通过非多孔型膜的渗透：非多孔膜实际上也有小孔，但孔径很小，亦称“扩散型”膜。气体通过非多孔膜时可用溶解机理来解释。首先是气体与膜接触，接着是气体向膜表面溶解，由于气体溶解产生浓度梯度，致使气体在膜中向另一侧扩散迁移，最后到达另一侧而脱溶出来。气体在膜中的流动是扩散溶解流动。

　　不同种类的气体分子通过膜时的渗透速率不等，因而得以分离，一般来说，混合气体分子量差别越大，分离效果越好。

　　膜分离法过程简单、控制方便，操作弹性大，并能在常温下操作，能耗低。因此，国内外对该法分离废气中SO2、NO、苯、二甲苯等进行了广泛研究，尽管目前膜的生产技术水平及性能还未使膜分离得到广泛应用，但该法将是一种很有前途的方法。目前，膜分离法已用于石油化工、合成氨尾气中氢气的回收、天然气的净化、空气中氧的富集以及CO2的去除与回收等。