MBR一体化污水处理设备为活性污泥法与膜的结合，同时具有降解COD脱氮除磷的功能，膜生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度提高，其水力停留时间和污泥停留时可以分别控制。分离出的清水可达到城市杂用水回用水水质标准。其设备设计进水水质适合于生活污水标准水质。广泛应用于住宅小区、办公楼、学校、旅游风景区等生活污水的处理和循环利用方面。
与传统的污水处理生物处理技术相比，MBR具有以下明显优势：
① 设备紧凑，占地少；由于生物反应器内将污泥浓度提高了2～5倍，容积负荷可大大提高，而且用膜组件代替了二沉池和过滤设备，因此，与常规生物处理工艺相比，膜生物反应器的占地面积可大为减少。
② 出水水质好，可直接回用。由于膜的截留，出水中悬浮固体的浓度基本为零；对游离菌体和一些难降解的大分子颗粒状物质有截留作用，生物反应器内生物相丰富，如代谢时间较长的硝化菌得以富集，原生动物和后生动物也能生长；膜出水不受生物反应器中污泥膨胀等因素的影响。因此，MBR的出水质量高，可满足回用水水质的要求。出水中SS低于检测限；有毒的微污染物(如杀虫剂、多环芳烃等)几乎全部吸附在污泥上，因此可与SS同时被去除。
③ 生物处理单元中污泥浓度高、泥龄长，对有机物的去除率高。
④ 对于氮、磷污染物有较高的去除率。
⑤ 污泥产量少，对于传统的活性污泥法，过长的污泥龄将会导致出水中悬浮固体的增加。而MBR中由于膜的 截留作用长污泥龄运行并不影响出水水质。剩余污泥量的减少，可以降低污泥处理费用，简化污水处理工艺操作，特别式对于小型污水处理厂和分散的污水处理设施，其优越性更为突出降低了对剩余污泥处置的费用，但MBR污泥的絮体较小且粘度较高。