在传统的污水生物处理技术中，污泥与水的分离是在二沉池中通过重力完成的，其分离效率取决于活性污泥的沉降性能。沉降性能越好，分离效率越高。污泥的沉降性取决于曝气池的运行条件。为了提高污泥的沉降性，必须严格控制曝气池的运行条件，这就限制了该方法的适用范围。
       
       由于二沉池固液分离的要求，曝气池内污泥浓度不能保持较高水平，一般在1.5~3.5gl左右，限制了生化反应速率。水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）是相互依赖的，因此增大容积负荷和减小污泥负荷之间存在矛盾。系统运行过程中产生大量剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25%～40%。
       
       传统的活性污泥处理系统也容易发生污泥膨胀，出水含有悬浮物，出水水质恶化。MBR工艺将分离工程中的膜分离技术与传统的废水生物处理技术相结合，不仅节省了二沉池的建设，而且大大提高了固液分离效率，由于曝气池活性污泥浓度的增加和污泥中特殊细菌（特别是优势菌）的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低F/M比，减少剩余污泥量（甚至为零），基本解决了传统活性污泥法存在的诸多突出问题。