Ultrafiltrace je tlaková membránová technologie využívající polopropustné membrány jako separačního elementu a gradientu tlaku jako hnací síly transportu vody přes membránu. Membrána je charakterizována účinností rozdělení transportovaných částic a množstvím převedené látky (permeabilitou). Čím menší je velikost pórů membrány, tím se zvyšuje odpor membrány vůči přenosu hmoty a je nutné aplikovat vyšší tlak pro dosažení stejného průtoku permeátu. Ultrafiltrační membrány jsou vzhledem k velikosti pórů, které se pohybují v rozmezí přibližně 1 nm až 0,1 μm, schopny odstranit zákal, bakterie, látky s molekulární hmotností větší než cca 20 kDa a většinu virů a to při konstantní kvalitě bez ovlivnění změnami ve složení nátokové vody.
Potřebný pracovní tlak je nízký, přibližně 30-500 kPa. Ultrafiltrace je optimální membránový proces – při mikrofiltraci není separační efekt výrazný a při nanofiltraci dochází k separaci žádoucích látek a pracovní tlaky jsou výrazně větší, což se promítá v nákladech. Protože samotné ultrafiltrační membrány nezachycují nízkomolekulární látky, je filtrace kombinována adsorpcí na aktivním uhlí a koagulací. Kromě samotného zlepšení účinnosti odstranění nežádoucích látek má tato kombinace pozitivní vliv na zanášení membrán.
Pro řešení projektu LIFE2Water byla navržena a zkonstruována pilotní jednotka využívající principu ultrafiltrace k odstraňování mikrobiálního znečištění a znečištění chemickými látkami. Základními komponenty poloprovozní ultrafiltrační jednotky: