超濾處理能較好地保持水體中對人體有益的無機離子及礦物質，在提倡健康飲水的今天，超濾是目前直飲水處理的主導工藝。但由于超濾膜切割分子量相對較高，為確保出水水質，超濾工藝對原水水質預處理及后續消毒措施有嚴格要求，因此其工藝較為復雜，設備較多，初期投資會相對較高，但后期運行費用較小。

超濾是一種膜分離技術，其膜為多孔性不對稱結構。過濾過程是以膜兩側的壓差為驅動力，以機械篩分原理為其礎的一種溶液分離過程，使用壓力通常為0.01-0.03Mpa，超濾膜的微孔孔徑大致在0.005-1um之間，截留分子量為1000-500000道爾頓之間，因此超濾膜分離過程曾被看作是一種單純的物理分離過程。超濾過程存在著三種情形：

（1）溶質在膜表面及微孔孔壁上產生吸附（一次吸附）。

（2）溶質的粒徑大小與膜孔徑相仿，溶質在膜表面被機械截留，實現篩分（阻塞）

（3）溶質的徑粒大于膜孔徑，溶質在膜表面被機械截留，實現篩分。

超濾凈水設備中空纖維超濾膜是利用高分子材料采用特殊工藝制成的不對稱半透膜。它呈中空毛細管狀，管壁密布微孔，超濾膜的孔徑大約在0.001-0.1微米范圍內，截留分子量約在1000-500000道爾頓，在壓力的作用下，原液在膜內或膜外流動，其中的溶劑或小分子可以透過膜，經收集而成為超濾液，而其中的大分子物質（蛋白質、各類酶、核酸、多糖等）以及膠體粒子（乳膠、微粒子）、細菌等被截留在膜外，被循環流動的原液帶走而成為濃縮液，從而實現物質的分離、濃縮和提純。

在正常運行條件下，膜可能被無機物、膠體、微生物、金屬氧化物等污染，這些物質沉積在膜表面上，將會引起反滲透膜出力或脫鹽率下降，為恢復或部分恢復膜良好的透水及除鹽性能，需定期對膜進行化學清洗。