MBR研究初期，MBR反应器一般采用好氧活性污泥反应器。 环保设备的主要问题是悬浮污泥浓度过高，导致膜污染速度快，脱氮除磷效果不理想，曝气能耗高。 近年来，出现了MBR技术——复合膜生物反应器（MBR），其污染物去除效果更好，运行性能更稳定。 混合MBR工艺是将生物膜法、生物接触氧化法和活性污泥法相结合的混合生物反应器（HBR）和膜分离技术。

在HBR-MBR工艺中，有附生生物膜和悬浮活性污泥两种微生物形态。 两种废水可以发挥各自优势，共同发挥环保污水处理工程的作用，提高出水水质，使出水氨氮浓度低于活性污泥MBR，提高抗冲击负荷能力。 生物载体介入形成的生物膜具有多层结构。 由于氧传递阻力的增加，生物膜由外向内形成浓度梯度，从而形成外层以好氧为主、内层以缺氧或厌氧为主的微环境，有利于提高 系统的生物脱氮能力。

此外，复合生物反应器具有多样的微生物群落结构和较长的生物食物链，可以有效改善污泥特性，提高处理能力。 与传统的高浓度活性污泥工艺相比，HBR-MBR工艺可以降低生物质中悬浮物的浓度，有利于减少膜污染，提高系统运行的稳定性。