膜生物反應器是最具前景的水處理工藝之一。MBR將傳統的活性污泥法和膜分離技術相結合，利用膜分離活性污泥取代傳統活性污泥法中的二沉池。MBR工藝相比傳統水處理工藝很大程度的節約了基建費用(expense)。相比全球平均每年增長10.9%的MBR市場規模，中國近些年的MBR規模每年平均增長速率幾乎是100%。近十年，對MBR的研究和MBR在污水處理應用方面研究的刊物增加的十分迅速。尤其，在MBR膜感染的發展過程及機理研究方面。在MBR運用過程中膜污染是其推廣的最大障礙。胞外聚合物和微生物代謝產物是關于膜污染被報道最多的物質。這兩種物質是由生物產生并釋放的大分子化合物，它們由蛋白質(protein)、多糖、脂多糖、脂蛋白以及這些生物聚合物雜揉包括羧基，氨基和磷酸基等非常多官能團組成的物質。膜污染導致膜通量下降，增加膜組件更換和膜清洗的頻率，嚴重影響了MBR技術的經濟(jīng jì)性和實用性。因此，探索MBR中膜污染機理和高效（指效能高的）控制方法是目前水污染治理領域的研究熱點。
MBR系統(system)根據膜組件與生物反應器結合的方式方法、對膜組件的作用方式以及膜組件所選用的膜材料，可以分成不同的類型。中空纖維膜紡絲機通過膜技術進行水處理，應用于制藥、釀造、餐飲、化工、市政污水回傭、醫院、小區污水會用、造紙等生產生活污水處理。膜分離技術是一種廣泛應用于溶液或氣體物質分離、濃縮和提純的分離技術。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過膜的一側，溶劑及小分子溶質透過膜壁為濾出液，而大分子溶質被膜截留，達到物質分離及濃縮的目的。膜分離過程為動態過濾過程，大分子溶質被膜壁阻隔，隨濃縮液流出，膜不易被堵塞，可連續長期使用。膜生物反應器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。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，甚至更高；污泥齡(SRT)可延長至30天以上。
按膜組件與生物反應器結合方式方法不同可分為一體式和分置式：一體式MBR是將膜組件浸沒在反應器內部，通過外界動力將固液分離，濾后水通常在膜的內部流出。分置式MBR是膜組件與反應器分開設置，MBR中的污泥混合液經循環（continue)泵回流至膜組件過濾端，混合液中液體在外加壓力作用下透過濾膜成為出流，而濃縮液回流至MBR反應器中。
根據對膜組件的作用方式方法可分為內壓式和外壓式：內壓式和外壓式主要區別在于外界對混合液作用使出水的流向不同。內壓式中，透水方向是從膜組件的內部向外，而外壓式則從外部向內。實際應用中，大多使用外壓式MBR，因內壓式MBR系統中通常流道較小，膜組件較容易被污泥混合液中感染物阻塞污染。
根據所用膜材料(Material)不同分為有機膜和無機膜：有機膜通常有聚偏氟(fluorine)乙烯(fluoroethylene)膜等。中空纖維膜紡絲機通過膜技術進行水處理，應用于制藥、釀造、餐飲、化工、市政污水回傭、醫院、小區污水會用、造紙等生產生活污水處理。膜分離技術是一種廣泛應用于溶液或氣體物質分離、濃縮和提純的分離技術。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過膜的一側，溶劑及小分子溶質透過膜壁為濾出液，而大分子溶質被膜截留，達到物質分離及濃縮的目的。膜分離過程為動態過濾過程，大分子溶質被膜壁阻隔，隨濃縮液流出，膜不易被堵塞，可連續長期使用。無機膜中以無機陶瓷(原料:非金屬礦物)膜運用最為廣泛，其具有使用的時長長，易于清洗表面感染物等，但制約陶瓷膜運用的主要因素是制作陶瓷膜的成本較高。
