膜生物反应器（MBR）工艺由膜分离与生物处理单元有效结合而成，在实现良好固液分离效果的同时，以膜组件取代传统二沉池，在生物反应器中可以保持高活性污泥浓度并减少污水处理设施占地；同时有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留和生长，系统硝化效率得以提高；并且可有效地将分解难降解有机物的微生物滞留在反应器内，有利于降解效率的提高。

在市政污水处理中，MBR工艺可满足现行最苛刻的排放标准要求，目前该工艺在市政污水处理厂提标改造工程中大量应用，是目前最佳生活污水处理工艺之一。

由于膜组件的截留作用可有效提高特殊微生物的浓度，提高系统对难降解污染物的去除，MBR工艺已在精细化工废水、颜料废水、制药废水、造纸废水、染整废水、喷漆磷化废水等多种工业废水处理中广泛应用。