第一代膜生物反應(yīng)器使用管狀膜,膜分離裝置置于生物反應(yīng)器之外并用泵進(jìn)行水循環(huán)（continue),稱之為循環(huán)式MBR。反應(yīng)之后的泥水混合物經(jīng)泵送入膜組件,透過(guò)液作為處理出水,濃縮液再返回反應(yīng)器進(jìn)一步降解。循環(huán)流導(dǎo)致了比較高的能耗,典型值為3kWhm-3出水。膜組件能耗的高低還取決于膜組件的構(gòu)造。液體在膜組件中的高速剪切流和循環(huán)泵的剪切力可以破壞微生物(Micro-Organism)并直接導(dǎo)致生物反應(yīng)器中的微生物失去活性。浸沒(méi)式MBR首先在日本被開(kāi)發(fā)并大量安裝使用。它可以克服循環(huán)式MBR的缺點(diǎn)。在浸沒(méi)式MBR中,膜組件直接浸沒(méi)在泥水混合物中,透過(guò)液在抽吸泵的作用下流出膜組件。膜組件的下方有曝氣裝置,將空氣壓縮機(jī)送來(lái)的空氣形成上浮的微氣泡;在曝氣的同時(shí),紊動(dòng)的液流在膜表面產(chǎn)生剪切力,有利于篩除膜表面的感染物。浸沒(méi)式MBR能耗的典型值為0.8kWhm-3出水。當(dāng)前浸沒(méi)式MBR技術(shù)發(fā)展迅速,主要是因?yàn)榇朔N構(gòu)造的膜生物反應(yīng)器具有較低的制造、維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用(expense)。使用的膜組件可以是垂直或水平放置的中空纖維,或者是垂直安放的平板膜。
使用MBR的最主要限制因素(factor)是經(jīng)濟(jì)性。中空纖維膜紡絲機(jī)通過(guò)膜技術(shù)進(jìn)行水處理，應(yīng)用于制藥、釀造、餐飲、化工、市政污水回傭、醫(yī)院、小區(qū)污水會(huì)用、造紙等生產(chǎn)生活污水處理。膜分離技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于溶液或氣體物質(zhì)分離、濃縮和提純的分離技術(shù)。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過(guò)膜的一側(cè)，溶劑及小分子溶質(zhì)透過(guò)膜壁為濾出液，而大分子溶質(zhì)被膜截留，達(dá)到物質(zhì)分離及濃縮的目的。膜分離過(guò)程為動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程，大分子溶質(zhì)被膜壁阻隔，隨濃縮液流出，膜不易被堵塞，可連續(xù)長(zhǎng)期使用。和普通分離裝置相比,膜組件的費(fèi)用(expense)高、壽命短。膜分離的驅(qū)動(dòng)力是壓力差,這意味著操作費(fèi)用也很高。為了使MBR裝置有較好的經(jīng)濟(jì)性,必須優(yōu)化（optimalize）設(shè)計(jì)膜分離步驟（procedure),充分控制（control)膜感染。
