與許多傳統的生物水處理工藝相比， MBR 具有以下主要特點：
一、出水水質穩定
由于膜的分離作用，分離效果遠好于傳統沉淀池，處理出水其清澈， 懸浮物和濁度接近于零，細菌和病毒被大幅去除 ，出水水質優于建設部頒發的生活雜用水水質標準（ CJ25.1-89 ），可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。
同時，膜分離也使 微生物被*被截流在生物反應器內， 使得系統內能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質，同時反應器對進水負荷（水質及水量）的各種變化具有很好的適應性，耐沖擊負荷，能夠穩定獲得的出水水質。
二、剩余污泥產量少
該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產量低（理論上可以實現零污泥排放），降低了污泥處理費用。
三、占地面積小，不受設置場合限制
生物反應器內能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負荷高，占地面積大大節省； 該工藝流程簡單、結構緊湊、占地面積省，不受設置場所限制，適合于任何場合，可做成地面式、半地下式和地下式。
四、可去除氨氮及難降解有機物
由于微生物被*截流在生物反應器內，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長，系統硝化效率得以提高。同時，可增長一些難降解的有機物在系統中的水力停留時間，有利于難降解有機物降解效率的提高。
五、操作管理方便，易于實現自動控制
該工藝實現了水力停留時間（ HRT ）與污泥停留時間（ SRT ）的*分離，運行控制更加靈活穩定，是污水處理中容易實現裝備化的新技術，可實現微機自動控制，從而使操作管理更為方便。
六、易于從傳統工藝進行改造
該工藝可以作為傳統污水處理工藝的深度處理單元，在城市二污水處理廠出水深度處理（從而實現城市污水的大量回用）等領域有著廣闊的應用前景。
膜 - 生物反應器也存在一些不足。主要表現在以下幾個方面：
o 膜造價高，使膜 - 生物反應器的基建投資高于傳統污水處理工藝；
o 膜污染容易出現，給操作管理帶來不便；
o 能耗高：先 MBR 泥水分離過程必須保持一定的膜驅動壓力，其次是 MBR 池中 MLSS 濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強度，還有為了加大膜通量、減輕膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成 MBR 的能耗要比傳統的生物處理工藝高。
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