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近30年是超濾技術迅速發展的時期，超濾分離技術被廣泛地應用于飲水設備、食品工廠、制藥工業、工業廢水處理、放射性廢水處理、金屬加工涂料、生物產品加工、石油加工等領域。大規模的水處理通常集中在以下幾個方面：飲用水供水終端、地表水處理、海水處理和流體的回用。
飲用水處理：由于對飲用水的質量要求越來越嚴格，水處理設備投入越來越大的精力來控制供水管網中存在的微生物的量。為了做到這一點，因此一種方法是進行昂貴、頻繁的水質檢驗，或者在供水終端設置防止細菌和病毒進入的屏障。


地表水處理：UF系統非常多的應用在地表水處理上，處理后的水用于灌溉或作為反滲透的入水，來制備工業用水。在荷蘭，出現了越來越多的這類工廠。這種技術提供了一種新型的工業用水的方式，即不必再購買越來越貴的飲用水，而是就近取地表水處理后使用。

海水淡化：中東地區是水資源缺乏最嚴重的地方。為了解決這個問題，最早人們通常采用蒸餾技術。從十九世紀60年代，膜技術被用于解決這些國家的缺水問題。但是，許多反滲透海水淡化系統面臨著膜污染嚴重的問題。主要因為反滲透系統的傳統的預處理方法無法提供可靠地入水水質。因此絕大多數淡化工廠，在遠遠低于其設計出水量的情況下工作，甚至有些工廠的出水量達不到最初設計的百分之三十。

污水回用：從城市污水處理廠和工廠中排出的廢水，是作為工業用水，甚至是飲用水最好的水資源。這在技術上是完全可以實現的，但西方用戶確非常難以相信這種做法。與其說這是技術上的難題，不如說是一個心理的難題。