由于半透膜對(duì)溶質(zhì)的截留作用，使得從膜表面到原液主體形成溶質(zhì)的濃度梯度，即形成濃差極化現(xiàn)象。

在錯(cuò)流運(yùn)行方式下，原液在流道中的流態(tài)分為三種，靠近膜面處的為層流層，流道中部的為湍流層，結(jié)余層流層與湍流層之間的為過渡層。

在膜兩側(cè)壓力差的驅(qū)動(dòng)下，部分溶劑透過膜體形成滲透流，溶質(zhì)被截留并在膜表面積累。整個(gè)流道中溶質(zhì)濃度c在膜表面的垂線方向上變化。由于湍流能有效地實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)從膜面到主流的反向擴(kuò)散，湍流層中的溶質(zhì)濃度cf可視為均勻。如設(shè)膜透過液側(cè)溶質(zhì)濃度cp為恒定，則層流層中的溶質(zhì)濃度c存在一個(gè)梯度，并在膜表面達(dá)到高值cm。所謂濃差極化度β為層流層膜表面溶質(zhì)濃度cm與湍流層溶質(zhì)濃度cf之比：β=cm/cf。

影響

濃差極化僅使膜表面截留物濃度暫時(shí)性提高，是可恢復(fù)過程，并不轉(zhuǎn)接產(chǎn)生膜污染。但正是由于膜過程中濃差極化現(xiàn)象的存在，膜表面截留物質(zhì)濃度的相對(duì)提高，或加速了微濾、超濾等多孔膜表面凝膠層的形成，或加速了反滲透、納濾等致密膜表面難溶鹽的飽和析出，從而加劇了各類膜的污染。

對(duì)于微濾、超濾等多孔膜，截留物在膜表面形成的濃差極化層，也具有一定的過濾和截留作用，可在一定程度上提高分離膜對(duì)溶質(zhì)的截留效果，并相應(yīng)增加溶劑的透過阻力。對(duì)于納濾、反滲透等致密膜，濃差極化現(xiàn)象將提高截留側(cè)鹽濃度，增加截留側(cè)的滲透壓，即增加產(chǎn)水阻力，降低產(chǎn)水流量。由于無機(jī)鹽的透過率正比于膜兩側(cè)的鹽濃度差，濃差極化現(xiàn)象還提高了無機(jī)鹽的透過率，降低了膜過程脫鹽率。

避免濃差極化的方法主要有：降低膜兩側(cè)壓力差，可減輕已生成的濃差極化；提高膜表面的湍流程度，以降低膜面的溶質(zhì)濃度。