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1. 出水水质好
由于膜的高效截留，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的截留作用，使得生化反应器中的活性污泥浓度可比传统工艺高出2~6倍左右,；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。
2. 剩余污泥量少
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，MBR中由于膜的截留作用使得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。
3. 设备紧凑，占地少
由于生物反应器内污泥浓度高，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。
膜生物反应器由膜的使用状况不同分为内置式和外置式两种。内置式是将膜直接浸渍于生化反应池中，直接从膜元件中抽出净水，而外置式则是用泵将生物反应池的水通过膜组件进行错流过滤循环，得到洁净的透过水。