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膜-生物反應器(Membrane Bio-Reactor,MBR)為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態廢水處理系統。以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池，在生物反應器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少污水處理設施佔地面積，並通過保持低污泥負荷減少剩餘污泥量。主要利用膜分離設備截留水中的活性污泥與大分子有機物。膜生物反應器系統內活性污泥(MLSS)濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高;污泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜生物反應器因其有效的截留作用，可保留世代週期較長的微生物，可實現對污水深度淨化，同時硝化菌在系統內能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。