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。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；污泥齡(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。

構造：

進水井里設置溢流口和進水閘門，在來水量超過系統負荷或者處理系統發生事故的情況下，關閉進水閘門，污水直接通過溢流口就近排入河道或者市政管網。

格柵：

污水中經常含有大量雜物，為了保證膜生物反應器的正常運行，必須將各種纖維、渣物、廢紙等雜物攔截在系統之外，因此在膜生物反應器前設置格柵，定期將柵渣清理干凈。

調節池：

收集的污水水量和水質都是隨著時間變化的，為了保證后續處理系統的正常運行，降低運行負荷，需要對污水的水量和水質進行調解，因此在進入生物處理系統前設計調節池。調節池內需要定期清理沉淀物。調節池一般設置溢流，在負荷過大的情況下，保證系統的運行正常。

毛發聚集器：

在中水處理系統內，由于收集的洗浴廢水內含有少量的毛發和纖維，不清理干凈，會對水泵和膜生物反應器反應器造成堵塞，降低處理效率，并可能造成整個系統的癱瘓，因此在中水處理系統內需要設置毛發過濾器。

反應池：

在膜生物反應器反應池里進行著有機污染物的降解和泥水的分離。作為處理系統的核心部分，反應池里面包括微生物菌落、膜組件、集水系統、出水系統、曝氣系統。

消毒裝置：

根據出水的要求，膜生物反應器設計有消毒裝置，可自動控制加藥量。

計量裝置：

為了能夠保證系統運行良好，需要采用一定的計量裝置進行系統的參數控制。計量控制儀器包括流量計和水表等。

電控裝置：

電控箱安裝于設備機房內。主要控制進水泵、風機和抽吸泵。控制有手動控制和自動控制兩種形式。進水泵在PLC控制下，根據各反應池水位情況，自動運行。抽吸泵運行按預設時間周期間歇控制，當膜生物反應器反應池低水位時，抽吸泵自動停止，以保護膜組器。

特點：

1、對污染物的去除率高，抗污泥膨脹能力強，出水水質穩定可靠，出水中沒有懸浮物；

2、膜生物反應器實現了反應器污泥齡STR和水力停留時間HRT的分別控制，因而其設計和操作簡化；

3、膜的機械截留作用避免了微生物的流失，生物反應器內可保持高的污泥濃度，從而能提高體積負荷，降低污泥負荷，具有*的抗沖擊能力；

4、由于SRT很長，生物反應器又起到了“污泥硝化池”的作用，從而顯著減少污泥產量，剩余污泥產量低，污泥處理費用低；

5、由于膜的截流作用使SRT延長，營造了有利于增殖緩慢的微生物。如硝化細菌生長的環境，可以提高系統的硝化能力，同時有利于提高難降解大分子有機物的處理效率和促使其*的分解；

6、MBR曝氣池的活性污泥不會隨出水流失，在運行過程中，活性污泥會因進入有機物濃度的變化而變化，并達到一種動態平衡，這使系統出水穩定并有耐沖擊負荷的特點；

7、較大的水力循環導致了污水的均勻混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高活性污泥的比表面積。MBR系統中活性污泥的高度分散是提高水處理的效果的又一個原因。這是普通生化法水處理技術形成較大的菌膠團所難以相比的；

8、膜生物反應器易于一體化，易于實現自動控制，操作管理方便;

9、MBR工藝省略了二沉池，減少占地面積。