在膜生物反应器中，由膜元件以一种*结构组合成膜组件浸放于曝气池中，由于膜0.1～0.2微米的孔径能够阻止细菌的通过，所以可将曝气池中的细菌胶团和游离细菌全部保留在曝气池中，从而实现了泥水分离，免除了后续的二沉池，各种悬浮颗粒、细菌、藻类、cod及有机物均得到有效的去除，保证了出水悬浮物接近零的优良出水水质，可以直接回用。
由于微滤膜的近乎的细菌隔离作用，可使曝气池中的生物浓度达到一万毫克/升以上，不仅提高了曝气池抗冲击负荷的能力，而且将所需的曝气池容积缩减至传统曝气方式的1/5～1/8。池容积的缩小又相应大大地降低了生化系统的投资费用和运行费用。