Con lo sviluppo economico e sociale, l’inquinamento dell’acqua si è intensificato e la qualità delle fonti idriche si è deteriorata, portando ad un aumento degli inquinanti, soprattutto organici, nell’acqua. I metodi tradizionali di trattamento dell’acqua potabile sono efficaci solo contro i comuni inquinanti organici e sono inefficaci nel rimuovere parassiti, virus, batteri, alghe e altri organismi acquatici. Inoltre, i processi di disinfezione spesso producono sottoprodotti.
I processi di purificazione dell'acqua potabile di prossima-generazione dovrebbero migliorare l'efficienza del trattamento e ottimizzare i risultati, sottolineando al contempo l'assenza di sostanze tossiche durante il processo. Dovrebbero inoltre migliorare l’utilizzo delle risorse e dell’energia, ridurre il carico di inquinamento e migliorare la qualità ambientale. La tecnologia di ultrafiltrazione soddisfa i requisiti dei processi di purificazione dell'acqua potabile di prossima-generazione, rimuovendo parassiti, virus, batteri, alghe e altri organismi acquatici dall'acqua potabile, garantendone la sicurezza. È ampiamente utilizzato negli impianti idrici urbani nei paesi sviluppati come gli Stati Uniti e il Giappone.
Sebbene le membrane di ultrafiltrazione possano trattenere la maggior parte dei solidi sospesi e dei colloidi nell'acqua, non possono rimuovere le piccole molecole disciolte, ostacolando l'applicazione della tecnologia di ultrafiltrazione nel trattamento dell'acqua potabile. Attualmente (2018), numerosi studi condotti da studiosi sia a livello nazionale che internazionale hanno scoperto che un sistema combinato di carbone attivo in polvere (PAC) e ultrafiltrazione può convertire piccole molecole inquinanti disciolte in particolato, che può quindi essere rimosso dal processo di ultrafiltrazione.