La filtrazione è un metodo di separazione che utilizza mezzi filtranti. I filtri sono generalmente in grado di rimuovere particelle piccole fino a circa 1 micron, ma non sono in grado di rimuovere alcune sostanze chimiche disciolte. L'ultrafiltrazione è un metodo di filtrazione basato su membrane a fibra cava. Le membrane di ultrafiltrazione hanno dimensioni dei pori molto piccole, solitamente comprese tra 0,01 e 0,1 micron, e sono in grado di filtrare particelle e microrganismi ancora più piccoli, e persino virus e la maggior parte dei batteri.

I sistemi di trattamento dell'acqua di ultrafiltrazione utilizzano la filtrazione meccanica di fibre cave o membrane in fogli per trattare l'acqua. Queste membrane sono dotate di micropori che filtrano particelle estremamente piccole e microrganismi presenti nell'acqua, rendendo l'acqua più pura.

Le membrane di ultrafiltrazione possono essere contaminate da NOM (sostanze organiche non biodegradabili), che possono influenzare in modo significativo le prestazioni del processo di ultrafiltrazione. L'inquinamento NOM causerà l'ostruzione dei pori della membrana di ultrafiltrazione, riducendo l'efficienza di filtrazione e aumentando la frequenza e i costi di pulizia e manutenzione.