MBR是將傳統的生化工藝和膜分離工藝結合起來產生的一項在廢水處理領域新型處理工藝。其工作原理仍然是利用微生物的降解作用對有機污染物進行去除，但由于膜的優異的截留性能，能將活性污泥（MLSS）完全截留在反應器內，從而大大提高了污泥濃度和難降解物的降解效率。
 
       與許多傳統的生物水處理工藝相比，MBR 具有以下主要優點：
 
出水水質優質穩定：

       由于膜的高效分離作用，分離效果遠好于傳統沉淀池，處理出水極其清澈，懸浮物和濁度接近于零，細菌和病毒被大幅去除，出水水質優于建設部頒發的生活雜用水水質標準（CJ25.1-89），可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。
 
       同時，膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應器內，使得系統內能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質，同時反應器對進水負荷（水質及水量）的各種變化具有很好的適應性，耐沖擊負荷，能夠穩定獲得優質的出水水質。
 
剩余污泥產量少：

       該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產量低（理論上可以實現零污泥排放），降低了污泥處理費用。
 
占地面積小，不受設置場合限制：

       生物反應器內能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負荷高，占地面積大大節省；該工藝流程簡單、結構緊湊、占地面積省，不受設置場所限制，適合于任何場合，可做成地面式、半地下式和地下式。
 
可去除氨氮及難降解有機物：

       由于微生物被完全截流在生物反應器內，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長，系統硝化效率得以提高。同時，可增長一些難降解的有機物在系統中的水力停留時間，有利于難降解有機物降解效率的提高。
 
操作管理方便，易于實現自動控制：

       該工藝實現了水力停留時間（HRT）與污泥停留時間（SRT）的完全分離，運行控制更加靈活穩定，是污水處理中容易實現裝備化的新技術，可實現微機自動控制，從而使操作管理更為方便。
 
易于從傳統工藝進行改造：

       該工藝可以作為傳統污水處理工藝的深度處理單元，在城市二級污水處理廠出水深度處理（從而實現城市污水的大量回用）等領域有著廣闊的應用前景。
 
膜生物反應器典型應用：

       應用于高濃度、有毒、難降解工業污水的處理
       造紙廢水處理及回用
       制糖廢水處理及回用
       氨基酸廢水處理及回用
       酒精廢水處理及回用
       皮革廢水處理及回用
       合成脂肪酸廢水處理及回用
       洗車廢水處理及回用
       酒店廢水處理及回用
       流動公廁廢水處理及回用
       垃圾填埋滲濾液的處理及回用
       生活污水處理及回用
       度假區、旅游風景區污水處理及回用
       城市污水處理廠處理工藝升級
       自來水廠飲用水水源中微量污染物去除的應用