超滤过程的流程与反渗透类似，采用错流操作，常用的操作模式有三种。
（1）单段间歇操作
在超滤过程中，为了减轻浓差极化的影响，膜组件必须保持较高的料液流速，但膜的渗透通量较小，所以料液必须在膜组件中循环多次才能使料液浓缩到要求的程度，这是工业过滤装置最基本的特征。
单段间歇操作分开路、闭路两种方式，两种回路的区别在于闭式回路中料液从膜组件出来后不进料液槽而直接流至循环泵入口，这样输送大量循环液所需能量仅仅是克服料液流动系统的能量损失。而开式回路中的循环泵除了需提供料液流动系统的能量损失外，还必须提供超滤所需的推动力即压差，所以闭式回路的能耗低。间歇操作适用于实验室或小规模间歇生产产品的处理。
（2）单段连续操作
与间歇操作相比，单段连续操作的特点是超滤过程始终处于接近浓缩液的浓度进行，因此渗透量与截留率均较低，为了克服此缺点，可采用多段连续操作。
（3）多段连续操作
多段连续操作是将几个单段串联起来，各段循环液的浓度依次升高，最后一段引出浓缩液，因此前面几段中料液可以在较低的浓度下操作。这种多段连续操作适用于大规模工业生产。
