MBR一體化汙水處理以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池 ，在生物反應器中保持高活性汙泥濃度 ，提高生物處理有機負荷 ，從而減少汙水處理設施占地麵積 ，並通過保持低汙泥負荷減少剩餘汙泥量 。主要利用沉浸於好氧生物池內之膜分離設備截留槽內的活性汙泥與大分子有機物 。膜生物反應器係統內活性汙泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L ，甚至更高 ；汙泥齡(SRT)可延長至30天以上 。

    膜生物反應器因其有效的截留作用 ，可保留世代周期較長的微生物 ，可實現對汙水深度淨化 ，同時硝化菌在係統內能充分繁殖 ，其硝化效果明顯 ，對深度除磷脫氮提供可能 。

    膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術 ，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性汙泥濃度減少汙水處理設施占地 ，並通過保持低汙泥負荷減少汙泥量 。與傳統的生化水處理技術相比 ，MBR具有以下主要特點 ：處理效率高 、出水水質好 ；設備緊湊 、占地麵積小 ；易實現自動控製 、運行管理簡單 。80年代以來 ，該技術愈來愈受到重視 ，成為研究的熱點之一 。目前膜生物反應器己應用於美國 、德國 、法國和埃及等十多個國家 ，規模從6m3/d至 13000m3/d不等 。

    我國對MBR的研究還不到十年 ，但進展十分迅速 。 國內對MBR的研究大致可分為幾個方麵 ：（1）探索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合形式 ，生物反應處理工藝從活性汙泥法擴展到接觸氧化法 、生物膜法 、活性汙泥與生物膜相結合的複合式工藝 、兩相厭氧工藝 ；（2）影響處理效果與膜汙染的因素 、機理及數學模型的研究 ，探求合適的操作條件與工藝參數 ，盡可能減輕膜汙染 ，提高膜組件的處理能力和運行穩定性 ；（3）擴大MBR的應用範圍 ，MBR的研究對象從生活汙水擴展到高濃度有機廢水（食品廢水 、啤酒廢水）與難降解工業廢水（石化汙水 、印染廢水等） ，但以生活汙水的處理為主 。

    在我國 ，MBR同時應用於生活汙水與工業廢水處理的研究 。 這些研究結果都表明 ：MBR對各種高濃度有機廢水與難降解廢水的COD ，NH3-N.SS ，濁度等都達到良好的去除效果 。高MLSS與微濾膜過濾下 ，出水水質穩定,高品質 。高容積負荷下 ，停留時間短 ，MBR流程較傳統係統簡單  ，占地麵積減小完全取代沉澱池 、砂濾單元 ，占地麵積較傳統方式節省30% ，無汙泥沉降性問題反應池內MLSS濃度可達10000mg/L以上 ，耐負荷衝擊能力強 ，有效處理高濃度有機廢水 。在微濾膜過濾下 ，分離效果遠優於傳統沉澱池及砂濾等處理單元，出水水質良好穩定 ，懸浮物和濁度低 ，一般低汙染度市政廢水經過處理後 ，可直接做為中水道用水或現場資源回收水使用 。有利於增殖緩慢的硝化細菌的截留 、生長和繁殖 ，係統的硝化效率得以提高 ，A/O反應下具高效脫氮的功能 ，A/O 、A2O法可有效去除氨氮與磷 ，尤其適用於水質管製區內使用 。微濾膜可攔除大部分細菌等微生物 ，減少消毒藥劑添加量及獲得安全的回用水 。低能耗 ，操作運轉費用低 。生物攔截在池內 ，可取得較長的SRT高汙泥齡之運轉下,在生物自解下汙泥量減少1/2以上  。低廢棄汙泥量低於傳統活性汙泥法 、排泥周期長 、操作彈性大 ，生物膜管係統屬於絕對過濾係統及高MLSS,可輕易克服變異性大之廢水 。係統PLC控製設計 ，操作維護容易 ，可實現自動化控製 ，便於管理高生物汙泥操作濃度 ；MLSS =6000 ~10000mg/l  ，可減少生物好氧汙泥池之體積 可作封閉式設計 ，低公害 ，低噪音 ，低臭味 。膜分離大大提高了汙水的大分子難降解的物質處理效率 。標準移動式模組化設計 ，快速簡單的安裝 ，易於分期擴充 ，適用於對於舊有汙水處理廠進行改造 ，僅需增設MBR膜組設備 。