20世纪末，人们对于饮用水微生物指标重要性的认识越来越深刻，其中以 “两虫”（即贾第鞭毛虫和隐孢子虫）为代表的新的重大饮用水生物安全性问题成为关注的重点。为满足新的生物安全保障需求，提出了以膜技术为主的第三代工艺，全面提高了生物安全性。第三代工艺面向的重大需求是饮用水生物安全的深度保障。

在三代净水理论体系中，超滤膜和纳滤膜面向不同的水源水质，具有不同的功能定位，且通过与膜前预处理工艺的耦合适配，在满足饮用水生物安全性深度保障的前提下，还可实现不同的应用目标。超滤膜能去除几乎水中全部致病微生物，有效保障饮 用 水 的 生 物 安 全 。 自 2009 年 我 国 首 座10万 m3／d的大型超滤水厂山东东营南郊水厂运营以来，以超滤膜为主的第三代工艺近十年来在我国饮用水处理领域得到快速发展，至2020年，我国超滤水厂产水规模超过800万 m3／d。超滤膜在三代净水工艺中应用，按其工艺流程组合和进出水水质特点，可初步划分为三级应用目标：初级目标是去除水中颗粒物（两虫、病毒、细菌、藻类等）；中级目标是简化工艺流程（直接超滤、混凝超滤、混凝沉淀超滤等）和提高出水水质保障率；高级目标是通过组合工艺（吸附超滤、预氧化耦合超滤、臭氧活性炭超滤等）全面提升水的化学与生物安全性。上述三级目标是超滤膜面向不同场景、不同对象、不同产品的差异化供给选择。

社会需求引导着净水工艺的代际变化，从第一代常规工艺到第二代臭氧活性炭，再到第三代膜工艺；然而，三代净水工艺并不存在先进性的差异，面向当时、当地的需求是净水工艺应用与创新的核心要义。三代净水工艺是代际并存的，在并存中可实现优化、组合与集成；三代净水工艺也是功能互补的，从安全保障到提高效率再到品质提升，按照“依水质定工艺，依目标定代际”的原则，促进饮用水净化工艺的代际融合，面向人民生命健康和社会可持续发展，构建简捷、低耗、高效的可持续供水系统。