工作原理
超滤是一种膜分离技术，其膜为多孔性不对称结构。过滤过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程，使用压力通常为0.01-0.03M，筛分孔径为0.005-0.1μm，截留分子量为1000-500，000道尔顿左右。
溶解物质和比膜孔径小的物质将能作为透过液透过膜滤，不能透过滤膜的物质被慢慢浓缩于排放液中。因此产水（透过液）将含有水、离子和小分子量物质，而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将被超滤膜去除。
超滤运行过程
超滤膜组件有过滤状态、冲洗状态、清洗和CEB或EFM四种，运行状态分述如下：
过滤状态
超滤的过滤模式有全流（死端）过滤和错流过滤两种。
全流过滤时，全部进水透过膜表面成为产水。全流过滤能耗低、操作压力低，因而运行成本更低。
而错流过滤时，部分进水透过膜表面成为产水，另一部分则夹带杂质排出成为浓水。错流过滤能处理悬浮物含量更高的流体。
过滤时，原水在中空纤维外侧流动，原水经压力差沿径向由外向能内透过中空纤维后流入内侧成为透过液，而截留的物质则汇集在中空纤维的外部。
当超滤的过滤通量较低时，超滤膜的过滤负荷低，膜面形成的污染物容易被清除，因而长期通量稳定；当通量较高时，超滤膜发生不可恢复的污堵的倾向增大，清洗后的恢复率下降，不利于保持长期通量的稳定。
冲洗状态
随着超滤膜的长期使用，原水中被截留下来的各种胶体、悬浮物、微生物等杂质会依附于超滤膜的表面，一些细小的微粒会渗入到膜孔中堵塞膜孔，使超滤膜的分离能力和产水量逐渐下降，尤其是源水水质污染严重时，更易引起超滤膜的堵塞。因此必须对超滤膜进行短时间的冲洗，以恢复膜的性能，冲洗状态又分为以下几步：
反冲洗
超滤膜运行一定时间后必须采用适当的方法清除膜表面或膜孔的污染物，在污染并不严重的情况下采用周期反洗的方法。
为了保持恒定的产水率，必须设计合理的反洗方式、时间和频率。在产水反洗过程中，超滤产水被重新泵入产水出口，超滤纤维膜的透过水一侧向进水侧渗透，将被截留在膜孔的阻塞物和膜表面的固体悬浮颗粒洗出并从膜组内排放出去。