Ултрафилтрационе мембране имају широк спектар примена, првенствено зато што могу стабилно уклонити суспендоване чврсте материје, колоиде, бактерије и неке велике органске молекуле из воде, задржавајући молекуле воде и мале молекуле. Стога, они играју кључну улогу у процесима третмана и сепарације воде у различитим индустријама.
Ултрафилтрационе мембране се обично користе за дубинско пречишћавање воде из славине. Они могу послужити као јединица за побољшање у конвенционалним процесима третмана, замењујући или допуњујући традиционалне процесе филтрације песка и седиментације, ефикасно побољшавајући замућеност ефлуента и микробну сигурност, а посебно су погодни за подручја са значајним флуктуацијама у квалитету изворишне воде.
Ултрафилтрационе мембране се често користе као јединице за претходни или средњи третман. На пример, у узводним системима реверзне осмозе, они се користе за уклањање честица и органских загађивача, смањујући ризик од запрљања мембране низводно. У енергетској, електронској и хемијској индустрији, они се такође користе за третман регенерисане воде и припрему процесне воде, побољшавајући ефикасност коришћења водних ресурса.
Ултрафилтрационе мембране се користе у процесима сепарације и пречишћавања. Примери укључују концентрацију протеина и филтрацију за бистрење сока у млечној индустрији, и одвајање ферментационе бујона и пречишћавање протеина у биофармацеутским производима. Ове апликације наглашавају ниску{2}}радност на ниским температурама и могућности задржавања компоненти, помажући да се одржи активност и квалитет производа.
Ултрафилтрационе мембране се широко користе у поновној употреби сиве воде, напредном третману отпадних вода и комбинованим мембранским процесима. Због својих стабилних перформанси филтрације и јаке отпорности на ударна оптерећења, често се користе у системима поновне употребе градских отпадних вода или напредним системима за пречишћавање индустријских отпадних вода, и представљају важно техничко средство за постизање рециклаже водних ресурса.