在傳統的廢水生物處置技術中，泥水別離是在二沉池中靠重力作用完成的，其別離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水別離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運轉情況，改善污泥沉降性必需嚴厲控制曝氣池的操作條件，這限制了該辦法的適用范圍。由于二沉池固液別離的請求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，普通在 1.5~3.5g/L左右，從而限制了生化反響速率。水力停留時間（HRT）與污泥齡（SRT）互相依賴，進步容積負荷與降低污泥負荷常常構成矛盾。系統在運轉過程中還產生了大量的剩余污泥，其處置費用占污水處置廠運轉費用的25% ～40% 。
傳統活性污泥處置系統還容易呈現污泥收縮現象，出水中含有懸浮固體，出水水質惡化。
針對上述問題，MBR將別離工程中的膜別離技術與傳統廢水生物處置技術有機分離，大大進步了固液別離效率；并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中菌（特別是優勢菌群）的呈現，進步了生化反響速率；同時，經過降低F/M比減少剩余污泥產生量（以至為0），從而根本處理了傳統活性污泥法存在的許多突出問題。
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