本发明涉及污水处理技术领域，公开了一种中空纤维超滤膜分离装置，包括分离筒和设置于分离筒顶部的进水管，在筒式固定框上下两端的外壁上设置限位柱，其外壁上贯穿卡套超滤膜本体的端头，限位柱的外壁上通过套孔活动套接紧固环，筒式固定框上下边环相对的外壁上设置固定板，其两外壁上分别设置L型挂钩和锁定件，紧固环的侧壁上对应锁定件处开设限位孔，限位孔贯穿延伸至紧固环贴合超滤膜本体一侧的外壁上，锁定件的一端贯穿限位孔和超滤膜本体端头卡套于L型挂钩外壁上，对紧固环和筒式固定框进行固定，利用筒式固定框、限位柱配合紧固环挤压卡套超滤膜本体的两端，使其绷紧贴合于筒式固定框的内壁上，充分保证超滤膜本体的稳定性。