Falsafah reka bentuk membran ultraturasan pada asasnya berkisar pada tiga baris utama: "menggantikan rawatan kimia dengan penapisan fizikal, mencapai-pemisahan kecekapan tinggi dengan penggunaan tenaga yang rendah dan mencapai kebolehsuaian kejuruteraan melalui modularisasi." Matlamatnya adalah untuk meningkatkan ekonomi dan kemampanan sistem sambil memastikan kualiti air yang stabil.
Membran ultrafiltrasi mencapai pengekalan fizikal pepejal terampai, koloid, bakteria, dan molekul organik yang besar melalui struktur liang seragam, dan bukannya bergantung pada tindak balas kimia. Pendekatan reka bentuk ini mengurangkan risiko pencemaran sekunder dan menjadikan kualiti efluen lebih stabil dan terkawal, membentuk asas penting untuk rawatan air berasaskan membran-moden bagi menggantikan proses tradisional.
Bahan membran biasanya menggunakan-polimer molekul tinggi seperti PVDF atau PES dan pengubahsuaian hidrofilik, pengoptimuman struktur liang dan rawatan permukaan mengurangkan lekatan bahan cemar. Pada masa yang sama, susunan gentian berongga atau{2}}seperti langsir dalam struktur modul memastikan pengedaran cecair yang lebih seragam dan meningkatkan kawasan penapisan yang berkesan, dengan itu mencapai kapasiti pengeluaran air yang tinggi dengan penggunaan tenaga yang lebih rendah.
Di peringkat aplikasi kejuruteraan, "modularisasi dan penyepaduan sistem" ditekankan. Sistem ultrafiltrasi biasanya menggunakan reka bentuk modul membran piawai yang boleh digabungkan secara fleksibel dan dikembangkan mengikut skala rawatan, dan boleh digunakan bersama-sama dengan proses seperti mencuci belakang, menyental udara dan osmosis terbalik. Falsafah reka bentuk ini menjadikannya sesuai untuk bekalan air perbandaran dan penggunaan semula air sisa industri, membolehkan penggunaan pantas dan operasi yang stabil dalam senario yang berbeza.