MBR膜组件超滤分离技术是目前水处理中应用最为广泛的技术，目前主要应用于饮用水供水终端、地表水处理、海水淡化和污水回用等水质处理。应用领域包括饮用水制备、食品工业、制药工业、工业废水处理（如制革废水、电镀废水、线路板废水等）、金属加工、生物产品加工、石油加工等领域。
由于对饮用水的质量要求越来越严格，水处理公司投入越来越大的精力来控制供水管网中存在的微生物的量。为了做到这一点，一种方法是进行昂贵、频繁的水质检验，另外就是在供水终端设置防止细菌和病毒进入的屏障。
采用UF系统，可以非常方便的建成这样的屏障。超滤膜对细菌的去除率可以达到61og，对于病毒的去除率达到41og，因此水厂和用水者都不必再担心细菌和病毒的问题。由于饮用水的质量本身就很高（浊度和悬浮固体都非常低），因此此时的膜系统可以采用很高的膜通量。同时较高的入水条件，因此水清洗频率和化学清洗的频率都可以非常低，回收率可以达到99%。如果需要还可以设立二级超滤系统，将第一级的清洗水进一步回用。
超滤系统可用在地表水处理上，处理后的水用于灌溉或作为反渗透的进水，来制备纯净水。
世界上很多沿海地区淡水资源比较缺乏，解决的方法是将海水淡化制取淡水。最早人们通常采用蒸馏技术，从十九世纪60年代，反渗透等技术被用于这些地区的缺水问题。但是，许多反渗透海水淡化系统面临着反渗透膜污染严重的问题。主要因为反渗透系统的传统的预处理方法无法提供可靠的进水水质。超滤系统可以非常有把握的控制海水的水质，为反渗透系统提供高质量的入水，保证反渗透系统的稳定运行。
随着工业发展，水质污染情况日益严重，同时淡水资源越来约缺少。超滤为污水的回用提供了一种有吸引力的解决办法。城市污水经超滤处理后，完全可以做为工业用水，甚至是饮用水来使用。
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