بیوراکتور غشائی نوعی از فرآیند لجن فعال است که در آن رشد میکروارگانیسم‌ها بصورت معلق اتفاق می‌افتد. در این فرآیند از سیستم‌های غشائی بجای واحدهای ته‌نشینی، فیلتراسیون و گندزدایی استفاده می‌گردد. در سال‌های اخیر بدلیل کنترل مناسب و کیفیت بالای پساب تصفیه شده، استفاده از این نوع فرآیند با اقبال زیادی مواجه شده است و از آن‌ برای تصفیۀ انواع مختلف پساب‌ها همچون فاضلاب‌های شهری و فاضلاب‌های حاوی بار آلی زیاد استفاده می‌شود.
برای تصفیه فاضلاب با روش بیوراکتور غشائی، معمولاً از میکروفیلترها یا اولترافیلترها، و یا تلفیقی از هر دو جهت انجام رشد معلق استفاده می‌شود. در واقع این غشاء‌ها برای حذف مواد جامد تولید شده در تصفیۀ بیولوژیکی بکار برده می‌شوند تا پساب تصفیه شده عاری از هر نوع پاتوژن باشد. یکی از مشکلات بزرگی که در سیستم لجن فعال وجود دارد، جدا کردن تودۀ میکروبی از فاضلاب است که استفاده از غشاء‌های میکرونی و یا اولترا این نقص را مرتفع ساخته است.
بیوراکتورهای غشائی از سه نوع ساختار تشکیل می‌شوند:
1-    ورق مسطح (flat sheet)
2-    الیاف توخالی (hollow fiber)
3-    چند لوله‌ای (multi tube)
همچنین در سیستم‌های MBR از دو نوع کلی سیستم غشائی استفاده می‌شود:
1-    سیستم‌های کارتریج با الیاف توخالی: با نیروی محرکۀ خلأ کار می‌کنند و در داخل بیوراکتورها نصب می‌شوند. بدلیل بهره‌مند بودن از هزینۀ نهایی کم بجهت نیاز به اعمال فشار کم، بیش‌تر در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2-    غشاء‌های سرامیکی: با نیروی محرکۀ فشاری کار می‌کنند و کاربرد اصلی آن‌ها در تأسیسات صنعتی با شرایط خاص، همچون دمای بالای پساب، می‌باشد.

نحوه عملکرد
در این فرآیند، ابتدا فاضلاب وارد واحد هوادهی می‌شود. فاضلاب در این بخش در تماس با اکسیژنی قرار می‌گیرد که از طریق دیفیوزر ها تأمین می‌شود. میکروارگانیسم‌ها در این واحد بر روی بستر تعبیه شده، فرآیند رشد معلق خود را انجام می‌دهند و در نتیجه تجزیه بیولوژیکی اتفاق می‌افتد. در سیستم MBR ، واحد ته‌نشینی ثقلی به واحد فیلتراسیون غشائی تبدیل می‌شود. از آنجا که غشاء‌ها قابلیت حذف ویروس‌ها و باکتری‌ها را نیز دارا هستند، عملیات گندزدایی هم می‌تواند در بخش فیلتراسیون غشائی انجام گردد.
از آنجا که در این روش باکتری‌ها و ویروس‌ها بصورت کامل از فاضلاب جدا می‌شوند، کیفیت جریان تصفیه شده در حد بسیار خوبی است. همین امر باعث می‌شود که حجم حوضچه‌ها و در نتیجه فضای لازم جهت احداث تصفیه‌خانه، و نیز نرخ تولید لجن کاهش پیدا کند. در واقع سیستم‌های بیوراکتور غشائی در ساده‌ترین شکل خود می‌توانند جایگزین مناسبی برای اغلب واحدهای استفاده شده در فرآیند لجن فعال باشند.

تجهیزات
غشاء‌های استفاده شده در فرآیند بیوراکتور، معمولاً از جنس پلی‌وینیلیدین دی فلوراید(PVDF)، پلی اتر سولفون(PE)، پلی پروپیلن(PP) و پلی سولفون(PS) انتخاب می‌شوند.

مزایا
از جمله مزیت‌های استفاده از بیوراکتورهای غشائی نسبت به سیستم‌های لجن فعال معمولی، می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
–    حذف شدن جامدات بطور کامل
–    ضدعفونی شدن پساب تصفیه شده
–    افزایش زمان ماند لجن
–    افزایش قابلیت بارگزاری هیدرولیکی
–    تولید لجن بسیار کم
–    مصرف کم‌تر انرژی
–    نیاز به فضای کم‌تر برای احداث تصفیه‌خانه
–    کیفیت بالای پساب خروجی  از نظر کدورت، مقدار باکتری‌ها، BOD و …
–    زمان ماند هیدرولیکی کم‌تر

کاربرد:‌
از سیستم‌ MBR در انواع تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری و صنعتی می‌توان استفاده نمود. همچنین برای تصفیه پساب کارخانجات مربوط به صنایع شیمیایی، روانکارها، صنایع نفت و پتروشیمی، دارویی، نساجی، رتگرزی، دباغی، کاغذسازی، صنایع غذایی و نوشابه‌سازی، نیروگاه‌های برق و صنایع الکتریکی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.