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超濾又稱超過濾，用于截留水中膠體大小的顆粒，而水和低分子量溶質則許可透過膜。超濾的機理是指由膜外觀機械篩分、膜孔阻滯和膜外觀及膜孔吸附的綜合效應，以篩濾為主。

超濾原理也是一種膜星散過程原理，超濾行使一種壓力活性膜，在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質,而水和小的溶質顆粒透過膜的星散過程。通過膜外觀的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當被處理水借助于外界壓力的作用以肯定的流速通過膜外觀時，水分子和分子量小于300—500的溶質透過膜，而大于膜孔的微粒、大分子等因為篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時可去除大量的有機物等。

超濾原理并不復雜。在超濾過程中，因為被截留的雜質在膜外觀上賡續積累，會產生濃差極化征象，當膜面溶質濃度達到某一極限時即生成凝膠層，使膜的透水量急劇降落，這使得超濾的應用受到肯定程度的限定。為此，需通過試驗進行研究，以確定最佳的工藝和運行條件，最大限度地減輕濃差極化的影響，使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。

超濾技術廣泛用于水處理設備工藝中：

<1>. 反滲透的預處理，原水包括海水、地表水、井水等。

<2>. 城市、州里、農村供水處理。

<3>. 冷凝水回用，食品、飲料加工用水。

<4>. 制藥用水除熱源。

<5>. 處理地表水和井水用于飲用。

<6>. 深度處理廢水進行回收行使。

<7>. 白酒的除濁，果酒、葡萄酒、黃酒的除菌、除濁。

<8>. 應用于食品、發酵、乳業中的濃縮處理。