Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và xã hội, ô nhiễm môi trường nước ngày càng gia tăng, chất lượng nước của nguồn nước xấu đi, các chất ô nhiễm trong nước, đặc biệt là các chất ô nhiễm hữu cơ, ngày càng nhiều. Và phương pháp xử lý nước uống truyền thống chỉ hoạt động trên các chất ô nhiễm hữu cơ nói chung, loại bỏ "hai con bọ", tảo không hiệu quả, và khử trùng dễ dàng sản xuất các sản phẩm phụ.

Một thế hệ mới của quá trình lọc nước uống nên nâng cao hiệu quả xử lý và tối ưu hóa hiệu quả trong khi nhấn mạnh việc sản xuất các chất độc hại không độc hại trong quá trình, có thể cải thiện việc sử dụng tài nguyên và năng lượng, giảm tải ô nhiễm và cải thiện chất lượng môi trường. Công nghệ siêu lọc có thể đáp ứng các yêu cầu của quá trình lọc nước uống thế hệ mới, loại bỏ "hai sâu", virus, vi khuẩn, tảo, sinh vật thủy sinh trong nước uống, đảm bảo sự an toàn của nước uống, đã được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy nước đô thị ở Mỹ, Nhật Bản và các nước phát triển khác.

Màng siêu lọc có thể giữ lại phần lớn các chất lơ lửng, keo trong nước, nhưng không thể loại bỏ các chất phân tử nhỏ hòa tan, cản trở việc áp dụng công nghệ siêu lọc trong xử lý nước uống. Hiện nay (2018), nhiều học giả trong và ngoài nước đã nghiên cứu và phát hiện ra rằng than hoạt tính dạng bột (PAC)+hệ thống liên kết siêu lọc có thể chuyển đổi các chất ô nhiễm phân tử nhỏ hòa tan thành trạng thái hạt, do đó được loại bỏ bằng quá trình siêu lọc.

Nguồn nước ngày càng khan hiếm và việc tái chế nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp đang được quan tâm nhiều. Một số học giả sử dụng siêu lọc thẩm thấu ngược để xử lý nước thải từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt cấp 2 đô thị, nghiên cứu phát hiện ra rằng siêu lọc thẩm thấu ngược đối với tổng phốt pho, tổng nitơ, tổng chất rắn hòa tan, nhu cầu oxy hóa học, hiệu quả xử lý ion clo lần lượt là 95%, 95%, 99%, 90%, hơn 97%, đáp ứng "tiêu chuẩn chất lượng nước môi trường cảnh quan để tái tạo sử dụng nước thải đô thị" (GB/T 189212002), có thể được sử dụng cho nước cảnh quan; Ngoài các chỉ số nitơ, phần lớn các chỉ số đáp ứng các tiêu chuẩn về nguồn nước uống.

Công nghệ màng siêu lọc cũng được áp dụng để xử lý nước thải tuần hoàn trong nhà máy điện, xử lý nước thải tuần hoàn làm mát trong khu vực khai thác mỏ, xử lý nước thải tẩy trắng bột giấy và giấy và xử lý nước thải công nghiệp như nước thải trong các doanh nghiệp thép.