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用于超滤过程中的人工透膜。一般由高分子材料如：醋酸纤维素类、醋酸纤维素酯类、聚乙烯类、聚砜类及聚酰胺类等制成。一般预先制成管式、板面式、卷式、毛细管式等各种型式的膜组件，然后组装多个组件在一起应用，以增大过滤面积并便于维修。
超滤膜是一种用于超滤过程能将一定大小的高分子胶体或悬浮颗粒从溶液中分离出来的高分子半透膜。以压力为驱动力，膜孔径为1～100nm，属非对称性膜类型。孔密度约10/cm，操作压力差为100～1000kPa，适用于脱除胶体级微粒和大分子，能分离浓度小于10%的溶液。
1、饮用水处理
超滤膜可截留水中绝大部分悬浮物、胶体，但无法去除溶解性小分子物质，阻碍超滤技术在饮用水处理中的应用。国内外诸多学者研究发现，粉末活性炭（PAC）+超滤联用系统可将溶解的小分子污染物质转变为颗粒状态，从而被超滤工艺去除。
2、生活污水和工业废水处理
采用超滤反渗透处理城市二级生活污水处理厂出水，处理后出水的总磷、总氮、总溶解固体、化学需氧量、氯离子的处理效率分别为 95%、95%、99%、90%、97%以上，满足《城市污水再生利用景观环境用水水质标准》（GB/T 18921—2002），可用于景观用水；除氮指标外，绝大部分指标满足饮用水水源标准。
3、其他污水处理
超滤膜技术还应用于电厂循环排污水的处理、矿区冷却循环排污水的处理、纸浆和造纸漂白废水的处理和钢铁企业排污水等工业废水的处理。
4、食品应用
超滤膜技术在食品方面的应用主要是果汁的浓缩、澄清、啤酒生产和营养成分的提取等，超滤膜技术除了应用于成分的提取外，还可用于灭菌。有学者将超滤技术应用于酱油的灭菌、澄清中，提高了产品品质，延长了保质期。
5、制药应用
超滤技术可用于药物的分离精制、除热原、灭菌等，尤其是在抗生素及维生素的分离提取方面。有学者提出的超滤/萃取法从根本上解决了抗生素萃取过程的乳化问题，提高了萃取收率和产品质量。
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