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,透過液作為處理出水,濃縮液再返回反應(yīng)器進一步降解。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。浸沒式MBR首先在日本被開發(fā)并大量安裝使用。它可以克服循環(huán)式MBR的缺點。在浸沒式MBR中,膜組件直接浸沒在泥水混合物中,透過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,將空氣壓縮機送來的空氣形成上浮的微氣泡;在曝氣的同時,紊動的液流在膜表面產(chǎn)生剪切力,有利于篩除膜表面的感染物。浸沒式MBR能耗的典型值為0.8kWhm-3出水。當(dāng)前浸沒式MBR技術(shù)發(fā)展迅速,主要是因為此種構(gòu)造的膜生物反應(yīng)器具有較低的制造、維護和運行費用(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)濟性。中空纖維膜紡絲機通過膜技術(shù)進行水處理，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膜的一側(cè)，溶劑及小分子溶質(zhì)透過膜壁為濾出液，而大分子溶質(zhì)被膜截留，達到物質(zhì)分離及濃縮的目的。膜分離過程為動態(tài)過濾過程，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)長期使用。和普通分離裝置相比,膜組件的費用(expense)高、壽命短。膜分離的驅(qū)動力是壓力差,這意味著操作費用也很高。為了使MBR裝置有較好的經(jīng)濟性,必須優(yōu)化（optimalize）設(shè)計膜分離步驟（procedure),充分控制（control)膜感染。
