膜生物反應器（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態廢水處理系統。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。從結構上面來說，超濾膜也有4個分類，有板式膜、卷式膜、還有管式膜、中空纖維膜。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，可實現對污水深度凈化，同時硝化菌在系統內能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。

污水處理：中國是一個缺水國家,污水處理及回用是開發利用水資源的有效措施。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。管式膜也不用于家用水處理，因為能量消耗大，成本太高，一般用在高固體含量和高含油濃度的流體。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。

能夠有效地進行固液分離，分離效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。膜的攔截作用使微生物完全截流在反應器內，實現了反應器水力停留時間（HRT)和污泥齡（SRT)的完全分離，使運行控制更加靈活穩定。反應器內的微生物濃度高，耐沖擊負荷能力強；有利于增殖緩慢的硝化細菌的截流、生長和繁殖，系統硝化效率得以提高，使ＭＢＲ系統 氨氮去除和脫氮功能均優于傳統的生物處理的工藝；污泥齡長。膜分離使污水中的大分子難降解成分，在體積有限的生物反應器內有足夠的停 留時間，大大提高了難降解有機物的降解效率。反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行，可以有效減少污泥排放；6省去二次沉淀池，節省占地；7系統采用 PLC 控制，可實現全自動化控制。卷式膜是從板式膜的基礎之上發展起來的，不過因為卷式膜的格網，會有死角，沒有辦法清洗干凈，所以很少用于工業原水處理。