在MBR研究初期，生物反應器的構型一般為好氧活性污泥反應器。其主要問題是懸浮污泥濃度過高，導致膜污染速率快；脫氮除磷效果不理想；曝氣能耗較高。近幾年來，出現了MBR的改進工藝——復合型膜生物反應器，獲得了更好的污染物去除效果和更穩定的運行性能。復合MBR工藝是將生物膜法或生物接觸氧化法與活性污泥法結合而構成的復合生物反應器(Hybridbioreactor，HBR)與膜分離的聯用工藝。

　　在HBR—MBR工藝中，附著生長的生物膜和懸浮生長的活性污泥2種形式的微生物共存，二者發揮各自的優勢，共同承擔去除污染物的作用，使得出水水質得以提升，出水氨氮濃度低于活性污泥MBR，同時抗沖擊負荷的能力得到增強。因生物載體的介入而形成的生物膜具有多層結構，從外至內因氧傳遞阻力的增加而形成氧濃度梯度，進而構成外層以好氧為主而內層以缺氧或厭氧為主的微環境，有利于提高系統的生物脫氮除磷能力。
 

　　另外，復合生物反應器中微生物群落結構多樣化，生物的食物鏈長，可有效改善污泥性狀，提高其處理能力。與傳統高濃度的活性污泥工藝相比，HBR-MBR工藝由于總生物量中懸浮污泥濃度的減少而有利于減緩膜污染，提高系統運行的穩定性。

　　膜生物污水處理技術應用于廢水再生利用方面，具有以下幾個特點：
 

　　(1)能高效地進行固液分離，將廢水中的懸浮物質、膠體物質、生物單元流失的微生物菌群與已凈化的水分開。分離工藝簡單，占地面積小，出水水質好，一般不須經三級處理即可回用。
 

　　(2)可使生物處理單元內生物量維持在高濃度，使容積負荷大大提高，同時膜分離的高效性，使處理單元水力停留時間大大的縮短，生物反應器的占地面積相應減少。
 

　　(3)由于可防止各種微生物菌群的流失，有利于生長速度緩慢的細菌(硝化細菌等)的生長，從而使系統中各種代謝過程順利進行。
 

　　(4)使一些大分子難降解有機物的停留時間變長，有利于它們的分解。
 

　　〔5〕膜處理技術與其它的過濾分離技術一樣，在長期的運轉過程中，膜作為一種過濾介質堵塞，膜的通過水量運轉時間而逐漸下降有效的反沖洗和化學清洗可減緩膜通量的下降，維持MBR系統的有效使用壽命。
 

　　(6)MBR技術應用在城市污水處理中，由于其工藝簡單，操作方便，可以實現全自動運行管理。