MBR一體化污水處理設備的工藝:以缺氧-好氧MBR（即AO/MBR）、兼氧MBR（即FMBR）為主，同時伴有少量的好氧MBR（工藝即O/MBR)。

   MBR一體化污水處理設備的主要優勢有：1）對污染物去除率高，由于膜組件的膜孔徑非常小，可將生物反應器內全部的懸浮物和污泥截留下來，對SS有良好的去除效果，同時反應器內的污泥濃度可達到較高水平，也提高了MBR對有機物的去除效率；2）耐沖擊負荷， 由于膜組件的高效截留作用，使反應器內微生物濃度高，生物種群多樣性好，耐沖擊負荷；3）強化硝化作用，膜組件的分離作用可以使生物反應器中的水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）完全分開，從而使系統中生長緩慢、世代時間較長的微生物（如硝化細菌）在反應器中有足夠時間生存，強化了反應器的硝化作用；4）受污泥膨脹問題影響小，污泥膨脹會使傳統的活性污泥的出水固液分離效果不好，而MBR采用膜進行固液分離，因此污泥膨脹對MBR出水的固液分離影響小；5）MBR設備在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡的條件下運行，反應器內營養物質相對缺乏，微生物處在內源呼吸階段，污泥產率低，剩余污泥的產生量很少，節省污泥處理處置費用。

   AO/MBR一體化污水處理設備在分散式污水處理項目中應用最廣泛，該工藝由缺氧區、好氧區和膜區組成，其中好氧區和膜區一般為合并式。將缺氧池設置在除碳過程的前面，先將廢水引入缺氧池，反硝化菌利用原污水中的有機物作為碳源，將回流液中大量的硝態氮還原成氮氣，從而達到脫氮的目的。廢水進入后續的好氧池，亞硝化菌和硝化菌將氨氮轉化為硝態氮，并回流至缺氧池進行反硝化。該方法優點是處理效率高，流程簡單，投資省，操作費用低，但對總磷有更高要求時，應設置化學加藥除磷設備。

    兼氧MBR工藝（簡稱為FMBR），業內認為是AO/MBR工藝的變型。兼氧膜生物反應器內培養大量的兼性復合菌群，水中的污染物在兼性復合菌群的作用下得到分解，最后混合液通過膜的過濾，出水排放或回用。FMBR工藝碳、氮污染物的降解機理與傳統工藝類似，但對于磷元素的去除機理，市面上的設備廠家認為主要是靠氣化除磷，并非是傳統的厭氧釋磷、好氧吸磷機理，從而系統不排泥也可以達到除磷的效果。

    O/MBR工藝由好氧和膜分離組合，是MBR一體化設備中最簡單的工藝。該工藝與AO /MBR工藝相比，沒有缺氧池和硝化液回流系統，微生物主要在好氧池和膜池中降解氨氮和有機物，同時利用膜截留懸浮物和大分子有機物。通常O/MBR一體化污水處理設備可以滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質》GB/T 18920—2002）要求，但系統對總氮與總磷去除 效果有限，因此O/MBR一體化污水處理設備主要用于臨時性污水治理（如建筑工地）、突發性應急污水治理（如溢流污水、微污染河道、黑臭水體快速整治）、過渡性的污水治理（如城鄉接合部等）。