一体化（MBR）反应系统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，是水资源问题与水环境问题、给水技术与排水技术、膜技术与生物技术完美结合与统一。
MBR与传统污水处理方法具有很大区别：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。它取代了传统生化工艺中二沉池和三级处理工艺。由于MBR膜的存在大大提高了系统固液分离的能力，从而使系统出水，水质和容积负荷都得到大幅度提高，经膜处理后的水水质标准高(超过国家一级A标准)，经过消毒，最后形成水质和生物安全性高的优质再生水，可直接作为新生水源。由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在膜生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、占地面积少(只有传统工艺的1/3-1/2)、增量扩容方便、自动化程度高、操作简单等优点。
一、MBR优势
1、膜过滤方式，出水水质良好彻底去除出水中的固体物质包括细菌与病毒，无须消毒，不使用化学药剂或减少使用量，更具有节能与环保意义。
2、占地面积小，工艺设备集中，采用PLC自动控制，自控程度高，减少了人工和占地的投入。
3、少产泥或不产泥，减少了污泥处理费用。
4、灵活多变能够满足不同场合水质需求，不受管网建设的限制。模块化/升级改造容易。
二、MBR与传统的生物技术工艺比较
常规生化处理法与膜生物反应系统的对比
| 项目 | 简易处理法 | 活性污泥法 | 接触氧化法 | 曝气生物滤池 | 膜生物反应器 |
| 水力停留时间(h) | | 4~12 | 0.5~1.5 | | 3～5 |
| 剩余污泥量 | 多 | 多 | 少 | 少 | 极少 |
| 是否需反洗 | | 否 | 否 | 是 | 是 |
| 出水水质稳定性 | 差 | 一般 | 一般 | 较高 | 高 |
| 自控程度 | 无 | 中 | 较高 | 高 | 高 |
| 运行可靠性 | 低 | 高 | 较高 | 高 | 高 |
| 占地面积 | 0.5 | 1 | 0.6 | 0.7 | 0.3 |
| 土建投资 | 低 | 较低 | 中 | 较高 | 低 |
| 设备投资 | 低 | 中 | 中 | 较高 | 较高 |
| 运行成本 | 中 | 较高 | 较高 | 较高 | 中 |
| 出水水质所达标准 | 排放标准 | 排放标准 | 排放标准 | 近乎回用标准 | 稳定高于回用标准 |
| 适用范围与评价 | 采用于经济不发达地区，处理措施不完善，需要逐步实现二级处理效果。 | 运行稳定性差，易发生污泥膨胀和污泥流失。 | 出水水质不稳定，有时SS浓度高。运行成本较高。 | 无污泥膨胀问题，无需污泥回流，但运行方式复杂，运行成本较高。 | 适用于出水水质要求高等情况，对细菌、病毒去除率高，但设备投资较高 |
常规生化处理法与膜生物反应系统的出水水质对比
| 对常规污染物的处理 | 水质参数 | 排放标准 | 中水标准 | MBR出水 |
| COD | ≤110 | - | ≤40 |
| BOD | ≤30 | ≤10 | ≤10 |
| SS | ≤100 | - | ≤1 |
| 氨氮 | ≤20 | ≤10 | ≤5 |
| 磷酸盐 | ≤1.0 | - | ≤1.0 |
| 对细菌和病毒的处理 | ≤1000 | ≤3 | 未检出 |