从核燃料循环前端，即开采阶段，到后端的放射性废物进行安全处置，膜技术已显示出良好的潜力，是最有效的放射性废水处理方法之一。膜是一层材料，作为两相间的选择性屏障，在驱动力的作用下，对特定的颗粒、分子或物质具有选择透过性。一些组件可以通过膜渗透流，而另一些保留它在滞留物流积累。在这种作用下使得放射性废水中的核元素能够得到分离处理。

Wang 课题组采用直接接触膜蒸馏( DCMD)的方式来处理低放射性废水。用灰尘气体模型( DGM) 分析质量传递机理，计算渗透通量。研究了进料温度、进料速度和进料浓度等运行参数。实验结果表明，DCMD 工艺可以将几乎所有的Cs +、Sr2 +和Co2 + 与废水分离。当NaNO3浓度从1． 0 g /L 增加到200 g /L 时，渗透通量线性下降。即使进料溶液中的NaNO3浓度高达200 g /L，渗透通量也保持其初始通量的约60%。可以成功应用多尘气体模型估计质量传递，实验渗透通量值与DGM 计算结果吻合良好。直接接触膜蒸馏是一种有前途的低放射性废水处理分离方法。Dulama 课题组采用超滤和反渗透组合方法处理含有Pu 的低水平放射性废水。该系统由中空纤维膜超滤模块和螺旋膜反渗透模块组成。在实验中探讨了不同参数条件下对净化效率的影响。结果表明，对进入膜分离系统的溶液去污效率可以达到99． 94%。