膜电解技术是膜渗析和电解技术的结合，利用金属离子的氧化还原特性，在电场作用下取代阴极的析氢反应，在阴极富集。
膜电解技术处理含镍废水最为成熟。周键等采用双膜三室电沉积法通过离子交换膜电解回收含镍废水中的镍，同时消除阳极产氯问题。在实验得出的优化条件下，镍的回收率达82.3%，电流效率高达85.3%。
T.Z.Sadyrbaeva研究了通过液膜与膜电解技术耦合回收废液中低浓度的Co2+，结果表明膜电解-液膜耦合过程同时实现了Co2+的萃取、分离、电沉积，电场的存在促进了Co2+在有机相中的传质过程，通过改变电流密度、料液种类和浓度、运行时间等参数，原液中的Co2+全部被去除，其中约45%沉积在阴极电极，其余残留在阴极液中被浓缩。连续电去离子技术(EDI)是将膜电解与离子交换相结合的技术，在低浓度重金属废水资源化过程中有重要意义。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
LuHuixia等通过电去离子技术回收稀溶液中的Ni2+，并制备纯水，实验过程中的EDI模块有4个稀释室、5个浓缩室、1个阴极和阳极的保护室和2个电极室，含55mg/LNi2+的原水经处理后，浓水中的Ni2+达到1263mg/L，清水中的Ni2+低于0.05mg/L，纯水电阻达到2.02~2.59MΩ·cm。与膜电解技术相比，电去离子技术处理低浓度废水时也有较高的电流效率，另外，不需要单独进行离子交换树脂的再生。电解法是一种很有吸引力的方法，可以通过改变极室的设计将废水中的金属离子浓缩较高的倍数，达到二次金属资源回收的目的，同时可以进行纯水生产。膜电解过程中不需添加化学药剂，反应时间短、工艺简单、操作方便。但膜电解技术需要解决单元能耗问题，优化工艺、降低成本是使膜电解技术实现大规模工业化应用的重要途径。在电解过程中产生的有毒副产物可能造成二次污染。
