膜生物反應器技術起源與60年代的美國。膜生物反應器的研究與應用可分為三個階段：

          第一階段（1966－1980）：1966年，美國的Dorr-oliver公司首先將MBR用于廢水處理的研究；1968年，Smith等將好氧活性污泥法與超膜相結合的MBR用于處理城市廢水[10]；1969年Budd等的分離式MBR技術獲得了美國專利（John W，1989）。70年代初期，好氧分離式MBR處理城市污水的實驗規模進一步擴大；同時，厭氧MBR研究液相繼開始進行（張盼月，1997），實驗室規模的研究與中試規模的研究均取得了較滿意的結果。這一時期MBR的應用由于受當時膜生產技術的限制。直到20世紀七十年代后期，大規模好氧膜生物反應器才開始在北美應用。

         第二階段（1980－1995）：70年代末期，日本由于國土面積小，地面水體因徑流距離較短而導致其自凈能力差、生態系統脆弱、易受污染。MBR由于其占地面積小和出水水質優良的又是，其應用由了很快的進展。自1983年到1987年，日本有13家公司使用好氧MBR處理大樓廢水，經處理后的水做中水回用，處理規模達50－250m3/d。日本1985年開始的“水綜合再生利用系統90年代計劃”把MBR的研究在污水在污水處理對象與規模方面都大大推進了一步（Spellman F.R，1997；Smith C.V.Jr，1969；Budd，1969）。在該項計劃中，日本對厭氧MBR作了較系統的研究，研制了酒精發酵廢水、造紙廠廢水、蛋白工廠廢水、城市污水、屎尿廢水、淀粉廠廢水等7類污水的MBR處理系統。目前在日本運行（包括在建）的膜生物反應器占全球的66％。

         第三階段（1995－至今）：進入九十年代中后期，越來越多的歐洲國家將MBR用于生活污水和工業廢水的處理。目前主要有四家大公司經營MBR，它們分別是加拿大Zenon公司，日本Mitsubishi Rayon公司，法國Suez-LDE/IDI公司和日本Kubota公司。Zenon、Mitsubishi Rayon和Kubota公司生產一體式聚合物中空纖維膜組件，而Suez-LDE/IDI生產分體式管式陶瓷膜組件。加拿大的Zenon公司首先退出了超濾管式膜生物反應期，并將其應用與城市污水處理。為了節約能耗，它又開發了淹沒式中空纖維絲的膜組件，此膜組件可以直接放入曝氣池，也可以單獨設立分離池；采用正壓壓濾和負壓抽濾相結合的方式，并采用在線過濾脈沖反沖洗，易減少膜污染。目前這種膜生物反應氣已應用與美國，德國，法國和埃及等十多個地方，規模從380m3/d至7600m3/d（Hadi Husain，1991）。日本的Kubota公司所生產的板式膜具有流通量大，耐污染和工藝簡單特點。此板式膜直接放入混合液中，利用混合液的水頭壓力作為穿透壓，將處理水排出系統，系統出水穩定。

        下表是一些發達發達國家近年來MBR的應用情況

表：一些發達發達國家近年來MBR的應用情況

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