MBR(膜生物反应器）是一种新型的污水生化处理系统，它是污水传统生物处理技术与膜分离技术相结合的产物，利用膜的选择透过性实现曝气池中的生物富集，使得生物处理效率大幅提高，生物处理后的污水再经膜分离后得到洁净的产水，对于新建污水处理厂而言，其占地面积与传统工艺相比较更小，约为1/3～1/5,可有效节约土地；对于污水处理厂改造，可在不增加构筑物的前提下，大幅度提高处理能力。
MBR膜作用原理：截留活性污泥实现生物富集和共代谢作用，使污水中世代周期较长的微生物如硝化xj得到有效的截留，从而有效降解水中的氨氮，而大量微生物聚集在一起的共代谢作用，可以使得一些难以生物降解的有机物得到降解；
由于膜的截留作用，使得生物相中的生物浓度很高，可达15000mg/，因此其抗冲击负荷能力很强；由于生物处理后的泥水分离采用的是膜分离技术，因此无须担心传统生物处理技术出现的丝状菌繁殖、污泥上浮、流失等问题。
膜-生物反应器(Membrane-Bioreactor，MBR)技术是现代膜分离技术和传统污水生化处理技术相结合而产生的污水处理新技术，亦称“膜分离活性污泥法”，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是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 1.5~3.5g/L 左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（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。
针对上述问题，MBR 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，大大提高了固液分离效率；并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中{tx}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 0），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。
膜-生物反应器 MBR 技术利用{gx}高精度的膜分离技术对生化反应池中的含泥污水进行泥水分离，一方面将生化反应池中的微生物截留在池内，使池内的活性污泥浓度大大增加，污泥浓度可达到 8-12g/l 左右，生化反应池中的生物浓度能达到常规活性污泥法的 2-3 倍，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，生化效率大大提高，容积负荷大，占地省。一方面由于膜具有很高的截留精度，膜能将尚未生化分解的有机物截留在生化池中继续生化，保证生化反应彻底，也因为高精度的截留使出水悬浮物更低，所以出水清澈，出水水质稳定。
由于膜-生物反应器利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥wq截留在生化反应池中，有利于增殖缓慢的硝化xj的截留、生长和繁殖，大大提高了系统的脱氮效果。同时也实现了 HRT 和 SRT 的wq分离，使系统的运行控制更加灵活稳定。
膜-生物反应器内由曝气形成较大的气水循环流让污水能充分混合均匀，使活性污泥高度分散，活性污泥的比表面积大大提高，与底物亲和能力强，是提高污染物的去除率的一个重要原因，这也是普通活性污泥法形成的较大菌胶团的生化效率所难以比拟的。
由于污泥龄长，生化反应池中的微生物多处于内源衰减期，膜-生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用，从而显著减少剩余污泥产量，大大节省了剩余污泥处理费用。
由于膜-生物反应器利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥wq截留在生化反应池中，在系统运行过程中活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，大大提高了系统的抗负荷冲击能力。
膜-生物反应器系统简单，易于实现自动控制，操作管理也方便。
3.1 MBR膜的材料
可用作MBR膜的材料众多，主要有聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（PES）、聚丙烯（PP）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）等。各类材料各有优缺点，适用于不同的工作条件，产品性能与生产厂商对材料的改性及不同的制造工艺水平有关。
3.2 MBR分离原理
MBR是一种利用较低的压力驱动并按溶质的分子量大小来分离和过滤的一种物理分离过程，不发生相变。MBR膜表面的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，从而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
3.3 MBR膜丝微观结构
3.4 膜丝不对称结构
MBR膜通常采用不对称结构，即由致密的皮层和多孔的支撑层构成，通常支撑层的孔径要比皮层高一个数量级以上。这种结构有以下的优点：a）致密的皮层提高了过滤的精度；b）多孔的支撑层降低了过滤的阻力，并且使得穿过皮层的微小杂质被截留的几率降低到最小。这些优点使得MBR基本实现了表面过滤， 清洗恢复性得到明显的改善，因而其通量可以保持长期稳定。
3.4.1 膜的孔径
MBR膜的孔径有很多种测定和表征方法。其中泡点法是实施最为简便的一种。泡点法理论基础是毛细现象。有如下的定量公式：
P=4δcosθ/D
式中 P 就是泡点压力。把膜浸入到水中，逐渐增加膜的一侧的气压，当观察到气泡连续从膜的另一侧逸出，此时的气压就是泡点压力。δ是液体（水)）/空气的表面张力；θ是液体（水）－固体（膜）的接触角；D 是毛细管的直径（孔径）。
从上可以看出：
泡点测定方法测得的实际是膜上的{zd0}孔径；
膜孔径，即毛细管直径 D 越小，泡点压力越大。理论上，这个关系和膜的材质无关。
这一原理在MBR中的一个重要应用是完整性检测。在MBR膜的一侧为液体（水），另一侧通入压缩空气。通过观察气体侧压力下降的速率，或者观察液体侧是否出现连续气泡，来判断膜的完整性。
3.5 影响MBR膜性能的因素
3.5.1 膜的材料
可以用来制造MBR膜的材质很多，而性能更优良的聚偏氟乙烯材料在 90 年代末成为生产MBR膜的主要材料。
3.5.2 聚偏氟乙烯（PVDF）的优势
（1）抗氧化性
在水处理中，微生物和有机物污染往往是造成MBR不可逆污堵的主要原因， 而氧化剂清洗则是恢复通量zyx的手段，此时聚偏氟乙烯（PVDF）材质体现出了其优越性。可在膜系统运行过程中保持一定量的游离氯，抑制系统中的xj生长并杀灭系统中存活的xj，确保膜系统稳定运行。
（2）化学稳定性
由于聚偏氟乙烯（PVDF）具有良好的化学稳定性，有耐受较强酸、碱的能力，是聚醚砜、聚砜等材料的 10 倍以上。
（3）亲水性
亲水性好的膜材料不容易受到原水中有机物等杂质的污染，污染后也容易清洗恢复。以 PVDF 为材料的膜产品在生产制造过程中采用了对膜材料的改性技术，使之具有较好的亲水性能，因此，MBR膜具有较大的过滤通量和较高的抗污染性能。
3.6 MBR膜元件的运行方式
MBR膜组件的运行全流过滤（死端过滤）模式。全流过滤方式中，进水全部透过膜表面成为产水；
全流过滤能耗低、操作压力低，因而运行成本更低；膜元件浸没在污水中通过对膜丝中空给予负压，干净的水透过膜丝进入膜丝内部后通过集水管/产水泵进入清水池。
污泥附着在膜丝表面在底部曝气以及周期停止时把部分污泥进入污泥沉淀区域后通过污泥泵排出。
