在傳統的生物活性污泥法中，一般是在而沉池中通過重力沉降來實現污泥與處理水的分離，設備裝置占地面積大，分離效率低；而且由于水力操作的不穩定性，加上負荷的波動會導致污泥沉降性能發生變化，從而影響二沉池的沉降效果，操作不當會造成污泥隨出水流失，使出水水質變差并降低曝氣池中污泥的濃度，進一步惡化處理效果。
　　
　　為了保證出水水質和操作運行的穩定性，人們一直在努力尋找可靠的分離污泥的方法。膜分離活性污泥法作為一種新型的廢水處理方法，是把膜分離技術與傳統的廢水生物處理方法（活性污泥法）相結合，用膜分離設備取代傳統活性污泥法中的二次沉池，從而可以強化活性污泥與處理水的分離效果。
　　
　　以膜組件代替傳統的二沉池，不僅可以*去除懸浮固體以改善出水水質，而且可以通過膜分離的作用，將二沉池無法截留的游離細菌和大分子有機物*阻隔在生物池內，尤其是那些增值速度慢的細菌，由于膜的截留作用而在曝氣池中得到富集，增加了它們與污泥的接觸時間，從而可以提高有機物和氮、磷的去除率。
　　
　　膜分離活性污泥法的工藝流程是：廢水經預處理后進入曝氣池，在曝氣池中曝氣處理后，活性污泥混合液由增壓泵送入膜組件（也有將膜組件直接浸沒在曝氣池中，依靠真空泵的抽吸使混合液進入膜組件的），一部分水透過膜面稱為處理出水進入后一級處理工序，剩余的污泥濃縮液則由回流泵（或直接）返回曝氣池。曝氣池中的活性污泥在膜組件的分離作用下，去除了有機污染物而增殖，當超過一定的濃度時，需定期將池內的污泥排出一部分。
　　
　　膜分離活性污泥法作為一種新型的處理方法，與傳統的生物處理方法相比有更好的處理性能和效果，主要表現在以下幾個方面。
　　
　　1、高品質的處理效果，并且能保證出水水質穩定。
　　
　　2、節省動力消耗，增強曝氣強度。
　　
　　3、裝置更加緊湊，占地面積小。
　　
　　4、可以處理高濃度的有機廢水。
　　
　　5、剩余活性污泥量減小。
　　
　　6、便于維護管理。