纳滤膜、反渗透膜、超滤膜在水处理领域中扮演着关键角色，它们各有优势和应用场景。
纳滤膜具有截留纳米级（0.001微米）物质的能力，操作区间位于超滤和反渗透之间。纳滤膜能有效去除地表水中的有机物和色素，降低地下水的硬度及镭含量，并在食品、医药生产中用于物质提取、浓缩。运行压力一般在3.5-30bar。相比反渗透膜，纳滤在去除溶解盐类时具有更高的灵活性，对单价离子的去除率低于高价离子，且能节约成本。在特定条件下，纳滤成为水厂和工业脱盐的优选。
反渗透膜作为最精细的膜分离产品，能有效截留所有溶解盐份和分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过。应用广泛，包括海水及苦咸水淡化、锅炉补给水、工业纯水、饮用纯净水生产、废水处理等。反渗透在科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域有着广泛应用，如太空水、纯净水、蒸馏水制备，酒类制造及降度用水，医药、电子等行业用水前期制备，化工工艺浓缩、分离、提纯及配水制备，锅炉补给水除盐软水，海水、苦咸水淡化，造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
超滤膜则能截留1-20nm之间的大分子物质和蛋白质，允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）通过，同时截留胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。运行压力一般在1-5bar。超滤技术在生物大分子制备中用于脱盐、脱水和浓缩等过程，实验条件温和，不引起温度、pH变化，避免生物大分子变性、失活和自溶。
超滤膜与纳滤、反渗透膜在出水水质和成本控制上存在差异。反渗透膜具有更小的孔径（约为超滤膜的1/100），能有效去除水质中的重金属、农药、三氯甲烷等化学污染物，而超滤净水器在去除颗粒污染物和细菌方面表现出色。反渗透水处理设备以分质供水方式操作，提供饮用纯净水，浓水用于洗涤，而超滤通常用作洗涤用水，当自来水水质良好时，也可用作饮用水超纯水设备。
超滤膜的优点包括：无需泵、不耗电，无电气安全问题，接头少、水压低，故障率和漏水概率相对较低，结构简单、价格便宜，操作简便，成本低廉，无需增加化学试剂。实验条件温和，与蒸发、冷冻干燥相比没有相变化，不引起温度、pH变化，有助于防止生物大分子变性、失活和自溶。
反渗透水处理设备的优点在于提供安全的水质，有效去除各种有害杂质，应对供水特发事件效果较好，出水口感佳，能有效降低水质硬度，煮水容器不易结垢。
不同膜在水处理中的应用包括纳滤膜在饮用水制备、深度净化及特定废水处理（如生活污水、纺织、印染废水、制革废水、电镀废水、造纸废水）中的应用；正向渗透（FO）在海水淡化、工业废水处理、垃圾渗滤液处理中的应用；以及反渗透膜在净水、城市污水、重金属废水、含油废水处理等领域的应用。