目前，水污染治理采用的技术类型有物理、化学、生物及膜等多种方式，其中生物治理以其低运行成本成为人们在考虑治理方法时首先选择。可以说，生物方法（活性污泥法）已被广泛应用于生活及工业废水治理领域。但其占地面积大，泥水分离在沉淀池中靠重力作用完成，出水时常常含有相当量的悬浮物、色度和COD，这些问题极大地限制了它的进一步推广应用。此外，膜分离技术由于其特殊的孔径分离特性，近30年来也被广泛用于废水的深度处理和回用处理。
  　　膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）是将生物法与膜分离技术相结合的水处理技术，用膜分离装置代替传统生物法中的二次沉淀池，实现了高效的固液分离，以及生物处理过程的活性污泥高浓度和分离后水的低悬浮物、色度和COD。近20年来，MBR研究及应用呈方兴未艾之势。
　　　　
MBR工艺技术优势显著
   
　　  MBR工艺系统主要由三部分组成：生物池、膜组件、控制系统（动力系统）。通常情况下，MBR工艺按照生物反应类型分为厌氧式MBR工艺和好氧式MBR工艺。MBR工艺中膜组件是其工艺的核心，按照膜组件位置分为分置式MBR工艺和一体式MBR工艺（浸没式）；按照泵与膜组件的相对位置可分为加压和吸压泵两类；按膜材料的不同可分为有机膜和无机膜；根据膜孔径大小的不同可分为微滤膜和超滤膜；根据膜形状的不同可分为中空纤维膜、管式膜和平板膜。
　　  MBR工艺实现了活性污泥的富集和泥水的高效分离，具有如下优势：
    出水低浊度、系统高负荷
  　　相比于传统沉淀池，MBR处理后出水低浊、清澈，且细菌和病毒也被大幅去除，其分离效果不依赖于污泥的沉降性能，所出水可以直接作为非饮用市政杂用水。同时，膜的分离作用也使微生物被截流在生物反应器内，系统得以维持较高的微生物浓度，既提高了反应装置对污染物的整体去除效率，又使反应器对进水负荷的各种变化具有很好的适应性，提高了冲击负荷。该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），大大降低了污泥处置费用。据报道，采用电絮凝/MBR工艺处理石化工业废水，COD去除率达70%以上，氨氮去除率80%以上，出水水质满足工厂中水回用标准。
    减少占地面积
　　  膜生物反应器内微生物的量可维持高浓度，容积负荷高，大多数情况下，可免去初沉池和二沉池，大大节省了占地面积；该工艺流程简单，结构紧凑，可根据处理地点现状，做成地面式、半地下式和地下式。
    工艺参数易于控制，易于实现全程自动控制
　  　MBR工艺中膜的高效截留分离作用使微生物完全截留在反应器内，实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活、稳定，可实现全程自动控制。由于微生物被完全截流在生物反应器内，有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的HRT，提高难降解有机物的降解效率。
　　
MBR工艺的发展
   
  　　MBR工艺起源于20世纪60年代。1966年，美国Dorr Oliver公司首先将MBR工艺用于废水处理的研究，其处理厂废水处理能力为14m³/d。20世纪70年代开始，日本的研究人员对MBR工艺技术在废水处理实际工程应用方面进行了大量的开发研究工作。20世纪80年代，MBR工艺技术逐渐开始在实际废水处理中普及。20世纪90年代中后期，MBR在国外已进入了实际应用阶段。欧美公司逐渐加大了MBR技术的研发和应用市场拓展，欧美地区成为了MBR工艺技术研究和发展的中心。加拿大Zenon公司首先推出了超滤管式膜-生物反应器，并将其应用于城市污水处理，随后又开发了浸入式中空纤维膜组件。其开发出的膜-生物反应器已应用于美国、德国、法国和埃及等10多个国家，规模从1993年的小于1000m³/d发展至现在的180000m³/d。日本Kubeta公司于2003年建成了第100座浸没式MBR污水处理厂。新加坡于2003年在Bedok污水回用厂建成了3套处理量为300m³/d的MBR，其出水水质超过传统二级出水与UF的组合工艺。21世纪初至今是MBR工艺技术发展最迅速的时期，无论是实验室规模的研究还是投入市场的运行，均获得了长足进步。
  　　我国对MBR工艺技术的研究始于20世纪90年代，全国各大高校和研究机构对MBR工艺技术深入研究，培养了大量人才，从而促进了MBR工艺技术在我国的发展和推广。国内一些研究机构及企业也在 MBR实用化方面进行着尝试。国内较活跃的MBR废水处理机构主要有中科院、清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、华东理工大学等，这些机构致力于膜工艺的开发和膜污染防治的研究。
　　　　
MBR目前的应用局限
    
    MBR当前的应用局限主要体现在以下几个方面：
  　　一是膜污染和堵塞，这是目前在MBR扩展应用中最核心的问题，也阻碍了MBR的大规模应用。
  　　二是膜造价高。MBR的基建投资高于传统污水处理工艺。
　　  三是能耗高。首先，MBR 泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力；其次，MBR池中混合流悬浮固体（MLSS）浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度；还有，为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，这导致MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。
　　
MBR未来发展展望
    
  　　我国是缺水国家，污水回用是缓解缺水的重要措施之一，MBR工艺技术以其占地少、出水水质好而备受关注。尽管目前MBR存在膜污染、堵塞，以及投资、运行费用较高的问题，但随着膜材料及膜制造技术的进步，MBR投资会随之降低。另外，各种新型膜生物反应器的研发也会使运行费用大幅降低、膜污染堵塞大幅改善，如MBFB膜生物流化床工艺、重力浸没式膜生反应器等。
　　  目前来看，在设计规范上，MBR工艺成文的设计规范和与之相关的合理的设计参数需要尽快确定；操作参数及运行条件也需要进一步的研究和确定。这是MBR投入规模化使用的关键环节。为此，应从小型污水厂、无排水管网区域（如景区、居民点等）、高浓度工业废水、城市污水改扩升级等应用点上逐步探索MBR应用规律和特点，完善操作和运行条件控制数据，为设计规范的建立提供依据。
    从系统研究上，MBR的动力学研究尚需更加深入，并建立数学模型；膜污染的预防和消除机制还要继续寻找更好的解决方法；MBR 工艺流程形式及运行条件需要进一步优化；MBR 污泥产率与运行条件的关系值得进一步探索；MBR生物反应器内微生物的代谢特性及其对出水水质、污泥活性等的影响尚需进一步研究等。这些都是未来MBR的发展方向。