超滤与反渗透相类似，也是依靠压力和膜进行工作。但是超滤膜孔（与反渗透膜相比）较大，能在小的压力下（＜1MPa）工作，而且有较大的水通量。超滤一般用于从水中分离分子量大于500的物质，如细菌、蛋白质、淀粉、藻类、颜料、油漆等。超滤膜有醋酸纤维毒膜、聚酰胺膜、聚砜膜等，他们使用的pH值范围一次为4~4.5，4~10和1~12。
超滤设备与反渗透设备相似，同样主要有管式、板框式、螺旋卷式和中空纤维式等几种形式。
进行超滤操作时，施加的外压一般在0.07~0.7MPa的范围。通常在1~1.5个大气压下，水的迁移量为0.8~20m3/m2·d，而当外压力为7个大气压时，有些膜的水迁移量可达到20~100m3/m2·d。
在超滤过程中，不能滤过的残留物在膜表面层的浓聚，形成浓差极化现象，使通水量急剧减少。为防止浓差极化现象，应使膜表面平行流动的水的流速大于3~4m/s，使溶质不断地从膜界面送回到主流层中，减少界面层的厚度，保持一定的通水速度和截留率。在工业废水处理中主要用于电泳涂漆、印染、电镀等；在给水处理中主要用于去除细菌及超纯水制取的预处理等。
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