Ultrafiltrasyonda yarı geçirgen membran, suyun ve küçük moleküllerin geçmesine izin verirken daha büyük molekülleri ve parçacıkları tutan bir bariyer görevi görür. Ultrafiltrasyon için itici güç tipik olarak membran boyunca uygulanan bir basınç gradyanıdır. Besleme sıvısı membranın bir tarafında yüksek basınçla pompalanırken, süzüntü (filtrelenmiş su) diğer tarafta daha düşük bir basınçta toplanır.
UF membranları tipik olarak polisülfon, polietersülfon veya poliviniliden florür (PVDF) gibi polimerik malzemelerden yapılır. Bu zarlar, daha büyük parçacıkları bloke ederken su moleküllerinin geçmesine izin veren çok küçük gözeneklere sahiptir.
Ultrafiltrasyonun, mikrofiltrasyon ve ters ozmoz gibi diğer filtreleme yöntemlerine göre birçok avantajı vardır. UF membranlar, askıdaki katı maddeler ve organik moleküller için yüksek uzaklaştırma verimliliğine sahipken, su ve küçük moleküllerin geçişine de izin verir. Ek olarak, UF membranları kirlenmeye daha az eğilimlidir ve daha yüksek sıcaklık ve basınçlarda çalışabilir.
Ultrafiltrasyonun bazı yaygın uygulamaları şunlardır:
Su arıtma: Ultrafiltrasyon, yüzey suyu, yeraltı suyu ve atık su gibi su kaynaklarından askıda kalan katı maddeleri, organik molekülleri ve diğer yabancı maddeleri uzaklaştırmak için kullanılır. UF sıklıkla pıhtılaşma, flokülasyon ve dezenfeksiyon gibi diğer su arıtma işlemleriyle birlikte kullanılır.
Atık su arıtma: Ultrafiltrasyon, kirleticileri ve kirletici maddeleri uzaklaştırmak için çeşitli endüstriyel proseslerden gelen atık suyu arıtmak için kullanılır. Atık sudan metaller, yağlar ve solventler gibi değerli malzemeleri geri kazanmak için kullanılabilir.
İlaç endüstrisi: Ultrafiltrasyon aşılar, enzimler ve antibiyotikler gibi farmasötik ürünleri saflaştırmak için kullanılır. Ayrıca farmasötik formülasyonlardan endotoksinleri ve diğer pirojenleri uzaklaştırmak için de kullanılabilir.
Yiyecek ve içecek endüstrisi: Ultrafiltrasyon, meyve sularını, alkolsüz içecekleri ve diğer içecekleri berraklaştırmak için kullanılır. Ayrıca süt ürünlerinden ve diğer gıda ürünlerinden bakteri, maya ve diğer mikroorganizmaları uzaklaştırmak için de kullanılabilir.
Genel olarak ultrafiltrasyon, su arıtma, atık su arıtma ve diğer endüstriyel işlemlerde çok sayıda uygulamaya sahip çok yönlü ve verimli bir filtreleme işlemidir.