以膜組件取代傳統生物處理技術末二沉池，在生物反應器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少污水處理設施占地面積，并通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池內之膜分離設備截留槽內的活性污泥與大分子有機物。膜生物反應器系統內活性污泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；污泥齡(SRT)可延長至30天以上。
膜生物反應器因其有的截留作用，可保留世代周期較長的微生物，可實現對污水深度凈化，同時硝化菌在系統內能充分繁殖，其硝化果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。
MBR膜生物反應器用途：
污水處理:中是個缺水,污水處理及回用是開發利用水資源的有措施。污水回用是將城市污水、工業污水通過膜生物反應器等設備處理之后,將其用于綠化、沖洗、補充觀賞水體等非飲用目的,而將清潔水用于飲用等高水質要求的用途。城市污水、工業污水就近可得,可免去長距離輸水，而實現就近處理實現水資源的充分利用，同時污水經過就近處理，也可防止污水在長距離輸送過程中造成污水滲漏，導致污染地下水源。污水回用已經在世界上許多缺水的地區廣泛采用,被認為21世紀污水處理實用技術。
MBR膜生物反應器工藝：
MBR是膜分離技術與生物處理法的高結合，其起源是用膜分離技術取代活性污泥法中的二沉池，進行固液分離。這種工藝不僅有地達到了泥水分離的目的，而且具有污水三處理傳統工藝不可比擬的優點：
1、高地進行固液分離,其分離果遠好于傳統的沉淀池,出水水質良好,出水懸浮物和濁度接近于零,可直接回用,實現了污水資源化。
2、膜的高截留作用,使微生物完截留在生物反應器內,實現反應器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完分離,運行控制靈活穩定。
3、由于MBR將傳統污水處理的曝氣池與二沉池合二為,并取代了三處理的部工藝設施,因此可大幅減少占地面積,節省土建投資。
4、利于硝化細菌的截留和繁殖,系統硝化率高。通過運行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能。
5、由于泥齡可以非常長,從而大大提高難降解有機物的降解率。
6、反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行,剩余污泥產量低,由于泥齡可無限長,理論上可實現零污泥排放。
7、系統實現PLC控制,操作管理方便。
