Membran biyoreaktör tipi (MBR) atık su arıtma tesisleri, bir daldırma tip membran ultrafiltre ve aerobik biyolojik arıtma reaktörünün bileşiminden oluşan yeni bir atık su arıtma teknolojisini kullanır. Biyolojik reaktör içine daldırılarak negatif basınçta çalışan daldırma tip membran filtre olarak uygulanabilen bu teknikte biyolojik arıtmadaki atık su 0,02 mikron (üretim esnasındaki gözenek büyüklüğüdür, uygumla esnasında daha hassas sonuçlar verir) büyüklüğünde gözenekleri olan filtre dokusundan geçirilir. Atık suda bu büyüklüğün üzerinde bulunan tüm katı maddeler tutulurken neredeyse hiç katı madde ve mikroorganizma içermeyen filtrelenmiş su geri kazanılır. Filtre yüzeyinde sürekli sağlanan akış sayesinde filtrelenen katıların yüzeyde tutunup, filtreyi tıkamasının önüne geçilir. Buna rağmen membran filtre dokusu üzerinde biriken atıklar, arıtılmış atık suyla yapılan periyodik ters yıkama ve kimyasal temizleme süreçleriyle fiziksel ve kimyasal olarak filtreden sökülür. Bu atıklar tekrar biyolojik arıtma sürecine alınır.

Özellikle MBR tekniğinin kullanıldığı durumlarda yüksek arıtım verimliliğinin yanı sıra biyolojik arıtmada çökeltme havuzuna gerek kalmadığı gibi havalandırma havuzu da konvansiyonel yöntemde olması gerekenin üçte biri kadar büyüklükte tasarlanabilir, böylece toplam yerleşim ve inşaat alanında %70’in üzerinde tasarruf sağlanır.