膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。从结构上面来说，超滤膜也有4个分类，有板式膜、卷式膜、还有管式膜、中空纤维膜。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。
污水处理：中国是一个缺水国家,污水处理及回用是开发利用水资源的有效措施。污水回用是将城市污水、工业污水通过膜生物反应器等设备处理之后,将其用于绿化、冲洗、补充观赏水体等非饮用目的,而将清洁水用于饮用等高水质要求的用途。管式膜也不用于家用水处理，因为能量消耗大，成本太高，一般用在高固体含量和高含油浓度的流体。城市污水、工业污水就近可得,可免去长距离输水，而实现就近处理实现水资源的充分利用，同时污水经过就近处理，也可防止污水在长距离输送过程中造成污水渗漏，导致污染地下水源。污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用,被认为21世纪污水处理实用技术。
能够有效地进行固液分离，分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和 浊度接近于零，可直接回用，实现了污水资源化。膜的拦截作用使微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT)和污泥龄（SRT)的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。反应器内的微生物浓度高，耐冲击负荷能力强；有利于增殖缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高，使ＭＢＲ系统 氨氮去除和脱氮功能均优于传统的生物处理的工艺；污泥龄长。膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停 留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，可以有效减少污泥排放；6省去二次沉淀池，节省占地；7系统采用 PLC 控制，可实现全自动化控制。卷式膜是从板式膜的基础之上发展起来的，不过因为卷式膜的格网，会有死角，没有办法清洗干净，所以很少用于工业原水处理。