膜生物反应器是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理工艺。他通过膜组件的高效分离作用，大大提高了泥水分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌的出现。提高了生化反应速率，该工艺能大大减少剩余污泥的产量（甚至为零），从而基本解决了传统生物处理法存在的剩余污泥产量大、占地面积大、运行效率低等问题。
膜生物反应器的特点：
(1)出水水质好，稳定性高。膜过渡出水使得膜生物反应器内获得比普通活性污泥法高得多的生物浓度，极大地提高了生物降解能力和抗负荷冲击能力。同时，污泥停留时间较长，这也为难降解有机物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反应器内繁殖富集，特别是对难降解有机物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜生物反应器膜分离对小于膜孔径有机大分子物质的截留作用，能够确保滤后出水在除菌、消除悬浮物和降低BOD方面很稳定。
(2)占地少。膜生物反应器可以维持较高的污泥浓度，通常MLSS为8～20g/L，是传统生物处理的2.5～5倍，同时系统省去了二沉池和污泥回流设备，因而占地面积省。
(3)膜生物反应器操作维护简单。膜分离单元工艺简单，出水和运行不受污泥泥膨胀等因素的影响，操作维护简单方便，且易于实现自动控制管理。
(4)膜生物反应器污泥处水费用低，系统污泥浓度高，泥龄长，这意味着排泥量少，产泥量仅占传统工艺的30%，这对后续的污泥处理极为有利。
膜生物反应器主要应用于城市污水的回收净化，污水经MBR处理后，出水水质已达到建设部《生活杂用水水质标准》，可直接用于绿化、冲洗、消防、楼房中水回用补充观赏水体等非饮用水的目的，MBR具有实现自动控制和操作管理方便等优点，因此在城市污水和工业废水处理与回用等方面已得到了应用。
膜生物反应器技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制。
膜生物反应器的应用范围：
膜生物反应器广泛适用于生活小区、宾馆饭店、度假区、学校、写字楼、等分散用户的日常生活污水处理、回用及啤酒、制革、食品、化工等行业的有机污水处理。膜生物反应器的产水常用于灌溉、洗涤、环卫、造景等非饮用功能。
膜生物反应器是结合了膜分离技术和传统的污泥法的一种高效污水处理技术，由于膜的过滤作用，生物完全被截留在生物反应器中，实现了水力停留时问和污泥龄的彻底分离，使生物反应器内保持较高的MLSS。硝化能力强，污染物去除率高。
膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。充分利用膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，使硝化反应保证顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。应用MBR技术后，主要污染物的去除率可达：COD≥93%、SS=100%。产水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。