传统的活性污泥处理工艺包括格栅、砂沉池、一级沉淀池、生物反应池、二沉池和消毒池。其中，格栅、泥沙沉降和初始沉降均能去除进水中的杂质和较大的颗粒，为后续的生物反应铺平道路。污水中的大部分有机污染物，包括COD、BOD、氮磷等，都会通过池内微生物的代谢过程被消耗和降解，为了保证生物反应池的处理效率，对活性污泥的浓度和状态有一定的要求。
MBR膜生物反应器的出水中也含有大量的微生物，因此有必要将污泥水分离到二次沉淀池中，澄清出水，并将污泥从沉淀池中回收或处理。二沉池出水经消毒后排放至标准。膜生物反应器的介入点是用超滤或微滤膜模块取代传统活性污泥法中的二沉池，实现污泥水的分离。
MBR膜水处理工艺处理能力强，固液分离效率高，出水水质好，占地小，操作管理简单。目前，MBR膜水处理技术对生活污水和工业废水的处理已受到重视。膜组件是MBR膜水处理的核心。目前，中空纤维膜组件和平板膜组件主要用于工程应用。平板膜和中空纤维膜具有不同的特性，应用范围也不同。平板膜具有水力条件控制简单、通量大、防污能力强、清洗更换方便等特点。在污泥浓度较高的情况下，可保持较高的处理量和稳定的运行。中空纤维具有填充密度高、价格低廉的优点。据不完全统计，到2006年，世界上有2259套MBR运行，其中平板膜生物反应器占68%。然而，我国平膜生物反应器的工程应用仍然很低，远远落后于中空纤维膜生物反应器。
MBR膜水处理与传统活性污泥法工艺（CAS）相比有哪些明显优势
(1)污染物去除率高，出水水质好。
MBR膜水处理不仅可用于高浓度难降解有机工业废水的处理，也可用于生活污水和一般工业废水的净化。在MBR中，膜组件对反应器中的微生物具有良好的保留效果，特别是对于产生周期较长、污泥颗粒于小存在的硝化反硝化细菌。由于膜的存在，MBR系统中的活性污泥可高达8000~15000 mg/L(MLSS)，远远高于传统的活性污泥法(3000~4000 mg/L)。污染物去除率高，出水水质好。污水的(SS)和有机物去除率高，出水(SS)和浊度接近零，而且作为污水的深度处理和再循环技术，也可以去除细菌和病毒。在生物反应器高效、膜分离保留良好的基础上，膜生物反应器对COD、BOD和SS的去除率分别达到95%、98%和99%。膜生物反应器出水可直接作为中水回用。
(2)荷载变化具有较强的适应性和抗冲击荷载能力。
MBR膜生物反应器由于膜截留效率高，能完全截留活性污泥，使反应器内污泥浓度很高。实现了反应器内水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）的完全分离。即使进水量突然增加，整个反应器的生物特性也能保持在相对稳定的状态。随着污泥浓度的增加，活性污泥的吸附作用增强，而且在膜截留作用下，不能及时生物降解的污染物不会随出水一起去除。基于以上几点，整个反应堆运行控制将更加灵活和稳定。因此，MBR系统克服了传统水处理工艺在系统水力负荷和有机负荷变化时污泥膨胀的问题。
（3）污泥排放量小
MBR膜生物反应器水处理技术是一项重要的污泥减量技术，是常规污水处理厂除污水深度处理和回用外，避免大量剩余污泥处置的有效手段。膜生物反应器的污泥排放量很小，甚至不会产生任何污泥。污泥自降解和污泥水解可以降低传统水处理系统的效率，但对膜生物反应系统非常有利。传统的活性污泥法通常采用从稳定期结束到衰变初期的活性污泥。然而，由于膜生物反应器中污泥浓度高，有机物消耗大。同时，相当数量的微生物在衰变阶段将依靠自身的内源呼吸进行代谢分解，同时保持较低浓度的水污染物，消耗污泥生长过程中剩余量。膜分离使废水中的大分子难以降解，且在容积有限的膜生物反应器中停留时间较长，大大提高了难降解物质的降解效率。在高容积负荷、低污泥负荷和长污泥龄的条件下，反应器不能长时间(如6个月或更长时间)排放污泥或排泥，剩余污泥排放量很小，甚至不产生污泥。
(4)流程短，系统简单紧凑，占地面积小。
由于MBR膜生物反应器不需要在好氧污泥系统中产生絮体来从二沉池中分离污泥水，生物反应器中的污泥浓度比传统工艺要高得多，生化反应速率与反应物浓度有关。反应物浓度越高，反应速率越高，膜生物反应器的容积负荷可高达5kgCOD/(M3D)，而传统工艺一般只有0.4~0.9kgBOD/(M3D)。在处理生活污水时，水力停留时间(HRT)可缩短到2h，生物反应器的体积可大大减少。根据国外的研究数据，同样规模的污水可以减少。膜生物反应器的好氧池容积是传统好氧反应器的1/3。同时，膜生物反应器节省了二沉池、滤池和污泥回流系统，甚至节省了污泥处理设备和成本。MBR工艺对细菌的去除效果较好，出水肠道病毒、大肠埃希菌、粪便粪链球菌、大肠杆菌的去除率均低于检出限，表明膜生物反应器的出水直接排放或在不加余氯的情况下可重复利用，结构简单紧凑。
（5）易于实现自动控制，易于维护，节省人力。
在传统的活性污泥工艺中，由于运行频繁波动和不稳定，为了保证出水水质，必须投入大量的人力、财力和物力进行运行管理。MBR膜生物反应器采用膜分离技术，在去除污泥水分离设施的同时，实现了稳定的出水水质，便于在微机上实现膜生物反应器系统从进水到出水的全自动控制。
(6)系统启动速度快，水质能快速满足处理要求。
由于水中污泥浓度可以很好地保持，与传统曝气池不同，有必要通过去除反应器启动阶段沉淀上清液来提高污泥浓度。由于膜分离完全截留了污泥颗粒，在曝气和营养的共同作用下，系统中的污泥浓度可以迅速提高，使整个膜生物反应器系统能够快速启动，水质能快速满足处理要求。
