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膜生物反應器是一種將膜分離技術和污水生化處理相結合的新技術，也稱為膜分離活性污泥法。
傳統的活性污泥法污水處理技術利用沉淀法進行泥水分離，其分離效率低且效果不好，對活性污泥的性狀依賴性大，一旦發生污泥膨脹，活性污泥將無法沉淀分離，造成生化處理效果惡化。MBR技術采用微濾膜或超濾膜直接過濾生化反應泥水混合液，由于膜的過濾精度非常高，幾乎能將水中的懸浮物100％截留，不論膜前水中懸浮物含量有多高，總能得到懸浮物含量接近于零的高質量的過濾水。另一方面，由于其分離作用，污水生化反應器中的污泥濃度不再受沉淀池分離效率的限定，可以人為控制達到很高的濃度，使生化反應進行得更好，從而提高有機污染物降解效率，提高生化反應器出水質量。
因此，膜生物反應器（MBR）工藝通過膜分離技術大大加強了生物反應器的功能。與傳統的生物處理方法相比，具有生化效率高、出水穩定、抗負荷沖擊能力強、占地面積小、排泥量小、易實現自動控制等優點，是目前有前途的廢水處理新技術之一。
