在MBR研究初期，生物反应器的构型一般为好氧活性污泥反应器。天源设备其主要问题是悬浮污泥浓度过高，导致膜污染速率快；脱氮除磷效果不理想；曝能耗较高。近几年来，出现了MBR的改进工艺——复合型膜生物反应器，获得了更好的污染物去除效果和更稳定的性能。复合MBR工艺是将生物膜法或生物接触氧化法与活性污泥法结合而构成的复合生物反应器(Hybridbioreactor，HBR)与膜分离的联用工艺。

在HBR—MBR工艺中，附着生长的生物膜和悬浮生长的活性污泥2种形式的微生物共存，二者发挥各自的优点，共同承担去除污染物的，使得出水水质得以提升，出水氨氮浓度低于活性污泥MBR，同时抗冲击负荷的能力得到增强。因生物载体的介入而形成的生物膜具多层结构，从外内因氧传递阻力的增加而形成氧浓度梯度，进而构成外层以好氧为主而内层以缺氧或厌氧为主的微环境，利于提高的生物脱氮除磷能力。

 另外，复合生物反应器中微生物群落结构多样化，生物的食物链长，可效改善污泥性状，提高其处理能力。与传统高浓度的活性污泥工艺相比，HBR-MBR工艺由于总生物量中悬浮污泥浓度的减少而利于减缓膜污染，提高的稳定性。

适宜住宅小区、办公楼、商场、宾馆、饭店、机关、学校等生活污水和与之类似的工业机废水，如纺织、啤酒、造纸、制革、食品、化工等行业的机污水处理。