超濾過程運轉一段時間以后，必須對膜進行清洗，除去膜表面聚集物，已恢復其透過性，這也是膜的再生過程。對膜清洗可分為物理法和化學法或者兩者結合起來。

物理清洗是借助于液體流動所產生的機械力將膜面上的污染物沖刷掉。一般是每運行一個短的周期(如運轉2h)以后，關閉超濾液出口，這時中空纖維膜內、外壓力相等，壓差的消失使得依附于膜面上的凝膠層變得松散，這時由于流液的沖刷作用，膠層脫落，達到清洗的目的。這種方法一般稱為等壓清洗。但超濾運轉周期不能太長，尤其是截留物成分復雜、含量較高時，運行時間長了會造成膜表面膠層由于壓實而“老化”，這時就不易洗脫了。另外，如加大器內的液體流速，改變流動狀態對膜面的濃差極化有很大影響，當液體呈湍流時，不易形成凝膠層，也就難以形成嚴重的污染。同時，改變液體的流動方向，反沖洗等也有積極的意義。

物理清洗往往不能把膜面徹底洗凈，這時可根據體系的情況適當加一些化學藥劑進行化學清洗。如對自來水凈化時，每隔一定時間用稀草酸溶液清洗，以除掉表面積累的無機和有機雜質。又如當膜表面被油脂污染以后，其親水性能下降，透水性惡化，這時可用一定量的表面活性劑的熱水溶液做等壓清洗。常用的化學清洗劑有：酸、堿、酶(蛋白酶)、螯合劑、表面活性劑、過氧化氫、次氯酸鹽、磷酸鹽、聚磷酸鹽等。膜清洗后，如暫時不用，應儲存在清水中，并加少量甲醛以防止細菌生長。

膜分離作為一種高新的分離技術，具有獨特的優越性，但是在實際應用中，無論是用于實驗還是工業化分離過程，膜產生污染而導致過濾性能下降是不可避免的。膜的污染會使通量下降，膜的壽命受影響，因此膜的定期清洗與殺菌是很重要的。但是，由于膜是多孔物質，膜表面極容易受清洗藥品的腐蝕和受溫度的影響而被破壞，加之膜價格貴，所以清洗膜必須特別小心。吸附在膜上的污染物質光使用殺菌劑效果不好，必須采用清洗與殺菌結合的方法才能提高洗滌效果。膜被菌體污染，往往會破壞膜的材質。膜材料多種多樣，包括高分子膜和無機膜，所以在設計清洗條件時，必須考慮是否水解或氧化、劣化而使膜材料產生腐蝕。

至于哪種殺菌劑適用于膜的殺菌，與膜材料的pH值適用范圍和膜的耐藥性有關。如果是不受氧化劑影響的超濾膜，則膜的兩側都可以采用次氯酸鈉、雙氧水或過醋酸。但是，因為膜材料具有多孔性且結構復雜，容易將這些殺菌劑分解，所以使用濃度比一般工業產品洗滌時要高。復合膜中的一部分可用季銨鹽，但是幾乎所有的合成高分子物質都不能用陽離子表面活性劑或兩性表面活性劑清洗。

最常用的是次氯酸鈉，其殺菌效果見表7-8。它對大多數超濾膜都很有效，但對反滲透膜來說，由于電離態的次氯酸鹽透不過膜，因此殺不死透過側的假單胞菌和形成黏塵狀的其他菌。

在中性或酸性范圍內，如果是非電離的次氯酸，則可以透過膜。在這種情況下氧化力強，殺菌效果好，但會損傷膜材料，即便是不銹鋼都會腐蝕，同時還會產生帶毒性的氯氣，因此應該避免使用。過醋酸和雙氧水以非電離化的形式就可透過膜，所以很有效。

對于容易發生氧化、劣化的膜，例如聚酰胺，過醋酸類氧化劑就不適用。福爾馬林的殺菌范圍很寬，常用于新膜保存殺菌，而對于用過的膜由于有蛋白質存在，會使膜樹脂化而有堵塞膜孔的可能。