萃取MBR是结合膜萃取和生物降解，利用膜将有毒工业废水中有毒的、溶解性差的优先污染物从废水中萃取出来，然后用专性菌对其进行单独的生化降解，从而使专性菌不受废水中离子强度和pH值的影响，生物反应器的功能得到优化。目前膜一曝气生物反应器和萃取膜生物反应器还处在实验室阶段，尚无实际的工程应用。
膜分离生物反应器中的膜组件相当于传统生物处理系统中的二沉池，利用膜组件进行固液分离，截流的污泥回流至生物反应器中，透过水外排。按膜组件和生物反应器的相对位置，膜分离生物反应器又可以分为一体式膜生物反应器、分置式膜生物反应器、复合式膜生物反应器三种。
在分置式MBR中，生物反应器的混合液由泵增压后进入膜组件，在压力作用下膜过滤液成为系统处理出水，活性污泥、大分子物质等则被膜截留，并回流到生物反应器内。分置式MBR通过料液循环错流运行，其特点是:运行稳定可靠，操作管理容易，易于膜的清洗、更换及增设。但为了减少污染物在膜面的沉积，由循环泵提供的料液流速很高，为此动力消耗较高。
一体式MBR根据生物处理的工艺要求，可分为两种组成形式：第一种有两个生物反应器，其中一个为硝化池，另一个为反硝化池。膜组件浸没于硝化反应器中，两池之间通过泵来更新要过滤的混合液。第二种组合最简单，直接将膜组件置于生物反应器内，通过真空泵或其它类型的泵抽吸，得到过滤液。为减少膜面污染，延长运行周期，一般泵的抽吸是间断运行的。
厌氧生物处理法
早在一百多年前,人们就开始采用厌氧工艺处理生活污水污泥。1860年，法国工程师Mouras首次采用厌氧方法处理沉淀池的固定物质，后来德国的Karl Imhoff将其发展为目前仍然在使用的腐化池和双层沉淀池(又称Imhoff池) 。
在1910年～1950年间，高效的、可加温和搅拌的污泥消化池得到了进一步地发展，如厌氧接触工艺，这些反应器被称为第一代厌氧反应器。由于第一代厌氧反应器无法将污泥停留时间和水力停留时间分开,污泥中温消化池的HRT长达20 d～30 d ,这就大大增加了消化池的容积和占地面积,提高了建设费用。为了提高厌氧反应系统的处理效率，人们成功地研究和开发了第二代厌氧反应器，例如厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧流化床(AFB)和厌氧接触膜膨胀床反应器(AAFEB)等。它们共同的特点就是可以将固体停留时间和水力停留时间相分离,这使得反应器内固体停留时间可以长达上百天,而水力停留时间可以从过去的几十天缩短为几天，甚至几小时。在已经开发的这些高效厌氧处理系统中，UASB已广泛用于实际生产中。
AF是美国斯坦福大学的两位学者首先研制的。装置中填满了砂砾、卵石、塑料或纤维等，厌氧微生物附着在填料的巨大表面上，可维持较高的生物量和较少的SRT。一般采用上流式，在中温条件下也可采用下流式。
UASB即上流式厌氧污泥床，是荷兰农业大学几名教授在AF基础上发展起来的，其特点是反应器的上部设置1个气、固、液三相分离器，混合液中的污泥能自动回到反应区以维持较多的生物量和较长的SRT，整个反应器由反应区和沉淀区两部分组成。UASB具有很高的容积负荷率和污泥负荷率。
工作原理：废水中的有机污染物在厌氧条件下经微生物降解，转化成甲烷、二氧化碳等,所产气体(沼气)含甲烷大于60% ,可作为能源再次利用,如用于锅炉燃烧、发电等。这样，既去除了有机污染物又回收了能源。上流式厌氧污泥床反应器主体是内装颗粒厌氧污泥的容器,在其上部设置专用的气、液、固分离系统(即三相分离器) ,它可使反应器中保持较高活性及良好沉淀性能的厌氧微生物,工艺上较一般厌氧装置的效率更高,同时还节省了投资与占地面积。其技术关键为三相分离器、布水系统及工艺条件，特别是形成颗粒污泥的工艺条件是UASB装置发挥高效的技术关键。
使用UASB处理高浓度污废水,UASB的容积负荷可高达10 kg/ m3·d～50 kg/ m3·d (好氧最高为5 kg/m3·d～10 kg/ m3·d) ,HRT可缩短为10 h～12 h ,这与污泥床中保留有大量厌氧颗粒污泥是分不开的。厌氧颗粒污泥大多呈卵“,”形,直径015 mm～5 mm ,具有良好的沉降性和生物活性. UASB反应器中颗粒污泥的形成往往需要几个月的时间,但向反应器中加入惰性载体、颗粒活性碳,及向碳水中加入甲醇都可以缩短颗粒的形成时间。三相分离器分离效果的好坏也是决定UASB成功的关键。同时,人们在使用厌氧工艺过程中开发了水解(酸化)工艺。
水解酸化的目的是把废水中的不溶物转变为可溶物,将微生物难降解物质转变为生物易降解物质。研究证实,厌氧消化过程中的水解酸化段,不但能降低CODcr ,而且还可以提高废水的可生化性,利用这一特点,人们设计并开发了多种类型的水解酸化反应器,在生活废水、印染废水、食品废水、化工废水等治理工作中发挥了重要作用,获得了满意的效果。
