Med økonomisk og sosial utvikling har vannforurensning intensivert, og kvaliteten på vannkildene har blitt dårligere, noe som har ført til en økning i forurensninger, spesielt organiske forurensninger, i vann. Tradisjonelle drikkevannsbehandlingsmetoder er bare effektive mot vanlige organiske forurensninger og er ineffektive til å fjerne parasitter, virus, bakterier, alger og andre vannlevende organismer. Videre produserer desinfeksjonsprosesser ofte biprodukter.
Neste-generasjons drikkevannsrenseprosesser bør forbedre behandlingseffektiviteten og optimere resultatene, samtidig som de understreker fraværet av giftige stoffer under prosessen. De bør også forbedre ressurs- og energiutnyttelsen, redusere forurensningsbelastningen og forbedre miljøkvaliteten. Ultrafiltreringsteknologi oppfyller kravene til neste-generasjons drikkevannsrenseprosesser, fjerner parasitter, virus, bakterier, alger og andre vannlevende organismer fra drikkevannet, og sikrer drikkevannssikkerhet. Det er mye brukt i urbane vannanlegg i utviklede land som USA og Japan.
Mens ultrafiltreringsmembraner kan holde på de fleste suspenderte faste stoffer og kolloider i vann, kan de ikke fjerne oppløste små molekyler, noe som hindrer anvendelsen av ultrafiltreringsteknologi i drikkevannsbehandling. Foreløpig (2018) har en rekke studier av forskere både innenlands og internasjonalt funnet at et kombinert system av pulverisert aktivert karbon (PAC) og ultrafiltrering kan konvertere oppløste småmolekylære forurensninger til partikler, som deretter kan fjernes ved ultrafiltreringsprosessen.