膜分离技术以浓度差、压力差或电位差作为推动力，让流体透过具有选择性的薄膜。在膜分离法处理过程中，印染废水可以被滤膜分成浓缩液和透过液两个部分，透过液可以直接进入下一步处理工艺，而浓缩液可用于回收染料。膜分离技术根据分离机理不同可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透。反渗透技术在去除偶氮染料分子的同时，还可以对偶氮染料废水进行脱盐。但反渗透滤膜成本较高，对进水要求严格。为了延长反渗透膜的使用寿命，目前多采用双膜组合处理工艺，在纳滤或反渗透技术前，先利用微滤或超滤技术对偶氮染料废水进行预处理。

　　ALCAINA-MIRANDA 等 和BARREDO-DAMAS等在研究组合膜处理技术过程中都发现组合膜工艺能够有效降低染料废水的COD、色度和浊度。然而膜分离法处理偶氮染料废水过程中也存在弊端，比如：①设备要求严格、膜材料价格高昂；②薄膜易被堵塞和污染；③对膜材质抗酸碱、耐腐蚀性要求高。

　　因此膜分离技术处理偶氮染料废水的大规模应用受到很大的限制。