MBR一體化污水處理設備的核心部件是膜生物反應器（MBR），它是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術。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占地面積，并通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量。但隨著膜制造技術的進步、膜質量的提高和膜制造成本的降低，以及日益嚴格的水環境標準，膜生物反應器在水處理中應用范圍必將越來越廣。MBR一體化設備主要分為A池（兼性厭氧池）、0池（好氧池）、污泥池和消毒池。A池設置生物填料和布水、布氣系統。0池可根據具體水質分為接觸氧化池和膜生物反應器、或直接設置膜生物反應器，通過微濾鏡或超濾膜將活性污泥和大分子有機截留，使難降解的物質在反應器中不斷反應、降解，經膜過濾后的被處理水進入消毒池消毒后可以達標排放或水中回用。MBR反應路中的剩余污泥排入污泥池。