MBR是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它以独特结构的浸没式膜组件置于曝气池中。经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过滤膜过滤后抽出。它与传统污水处理方法最大的区别在于取代了传统生化工艺中的二沉池和三级处理工艺。
在传统的污水生物处理技术中，泥水分离是百在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5~3.5gL左右，从而限制了生化反应速率。水力停留度时间（HRT）与污泥龄（SRT）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25%~40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。
MBR工艺通过将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合回，不仅省去了二沉池的建设，而且大大提高答了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌（特别是优势菌群）的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。
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