MBR出水系統采用周期性運行，每個周期開始時，閥門V-2開啟，閥門V-1關閉，開始出水(如圖1中藍線所示)。出水泵首先運行13min，先停止出水泵，再停閥門V-2，系統停歇2min，讓膜性能得以恢復。然后按順序開啟閥門V-2，出水泵再運行13min后，依次停止出水泵、閥門V-2，系統停歇30S。依次打開閥門V-1，反洗泵切換到水力反洗系統(圖2中紅線所示)，連續反洗1min，依次停止反洗泵、閥門V-1，系統停歇30S。然后系統循環進入下一個周期的運行。
為保證系統正常穩定運行，在運行期間，曝氣系統一直處于開啟狀態。一般選用兩臺出水泵輪流工作，8h切換一次。一周進行一到兩次在線化學清洗(CIP)。
MBR 是一種將活性污泥生物處理過程和膜分離過程結合起來的處理工藝。MBR 有兩種組合方式，分體式和一體式。分體式是將生物處理單元和膜分離單元分開放置的，而一體式則是將膜分離元件放置在生物處理單元內。一般小型系統傾向于采用一體式MBR，而大型系統則更傾向于將膜分離單元獨立于生物反應池，相當于取代了傳統工藝中的二沉池。
MBR 工藝與傳統工藝相比的優點：
◇大大減小了占地面積，從而減少了土建費用;
◇更好的雜質去除率，沒有結塊翻池現象;
◇更好的出水質量，SDI≤3;
◇改善了生化處理過程，增加了容積負荷，延長了HRT 和SRT，大大減少了污泥排量，從而減少了污泥處理的費用;有利于氨氮的去除;
◇運行更加穩定。
一般城市污水設計進水水質:BOD5<300mg/l ;CODcr<500mg/l ;SS<300mg/l ;T-N<45mg/l
出水水質:BOD5<10mg/l ;NH4+-N<10.0mg/l; CODcr〈30mg/l ;濁度<5NTU;總大腸細菌總數<1000個/L ;
MBR膜污水處理設備發展歷程
膜與生物處理工藝結合的膜生物反應器研究迄今已逾30年了，MBR的商業應用也有20年的歷史了。
1969年，美國的報道了美國Dorr-Oliver公司把活性污泥法和超濾工藝結合處理城市污水的方法。該工藝引人矚目的是用膜分離技術取代常規活性污泥二沉池，用膜分離技術作為處理單元中富集生物的手段，而不是采用常規的回流循環來增加曝氣池中微生物的濃度。它是用一個外部循環的板框式組件來實現膜過濾的。在生活污水處理中，獲得了好的處理效果，BOD<1mg/L，COD=20～30mg/L，系統處理能力為10～100m3/d。另一個早期的報道是Hardt等人，在1970年用一個10L的好氧生物反應器處理合成廢水，流程中用一個死端超濾膜來實現泥水分離，其中的MLSS濃度高達30000mg/L，是常規好氧系統的23倍，膜通量7.5L·m-2/h，COD去除率為98%。Dorr-Oliver公司在60年代還開發了另外一種膜處理工藝MST(Membrane Sewage Treatment)。在該系統中，污水進入懸浮生長的生物膜反應器中，并通過超濾膜組件的抽吸作用連續出水。膜組件為板框式，進出口壓力分別為345KN·m-2和172 KN·m-2，膜通量為16.9L·m-2/h。盡管這些工藝取得了良好的出水水質，但由于當時膜技術發展相對落后，膜材料種類少，成本高，使用壽命短，限制了該工藝的長期穩定運行。
