21世纪，MBR工艺技术不断发展，处理对象不断拓宽，应用领域不断加大。除饮用水处理、城市生活污水处理以外，MBR在工业废水处理和难降解有机废水处理中的应用愈加广泛。
1MBR在饮用水生产中的应用：随着经济与技术的发展，各种生产废水和生活污水未达标准就直接排放到地表水体中，以及氮肥与杀虫剂在农业中的广泛应用，使的我国不同地区的饮用水受到不同程度的污染，给人民的正常生活造成威胁。LyonnaisedesEaux公司在90年代中期开发出同时具有生物脱氮、吸附杀虫剂、去除浊度功能的MBR工艺，1995年该公司在法国的Douchy建成了日产饮用水400m3的工厂，出水中氮浓度低于0.1mgNO2/L，杀虫剂浓度低于0.02μg/L。
2MBR在城市生活污水处理中的应用：目前，在国内，MBR工艺较多地应用在生活污水处理与中水回用的工程中。在国外，Chiemehaisri分别采用板式和中空纤维MBR工艺处理城市生活污水，HRT为24h。当进水COD为60~490mg/L时，其去除率分别为大于93%和80%~98%。Ueda等采用中空纤维抽吸式聚乙烯MBR处理乡村生活污水，膜通量为121L/(m2/h)，HRT为13~16h，当进水BOD5为133mg/L±58mg/L，进水SS为132mg/L±68mg/L、总氮为32mg/L±19mg/L、总磷为3.8mg/L±3.0mg/L时，去除率分比别为99%，99%，83%，70%。
3MBR在工业废水及难降解有机废水中的应用：近年来，由于MBR工艺具有生化效率高，抗负荷冲击能力强，出水水质稳定，占地面积小，排泥周期长，易实现自动控制等优点，在工业废水及一些难降解废水处理中应用越来越广泛。在造纸、印染废水处理中，浙江工业大学使用MBR处理造纸综合废水(黑液中段废水和白水的混合液)并与传统的活性污泥法与生物接触氧化法进行比较，实验结果表明用MBR处理造纸废水通过污泥浓度的增加，出水CODcr可以降低到100mg/L以下(系统水力停留时间为18h)，整个反应器的总去除率最高可达90%以上。韩怀芬等，采用管式MBR处理造纸废液，原水CODCr质量浓度为900~1300mg/L，通过混凝沉淀后进人反应器，出水可达一级排放标准。丁岚等设计了缺氧/好氧MBR处理装置，通过165天的运行试验结果表明系统稳定期COD的去除率可以达到95.0%，氨氮平均去除率可达96.5%，活性艳红染料X-3B的去除率在60%~73%之间，出水含有少量色度。在制药废水处理中，王敏采用厌氧加一体式膜生物反应器工艺处理某中药废水(主要为洗药废水、制药废水、地面和设备冲洗水以及生活污水等)。采用中空纤维膜，处理效率为COD97.5%、BOD96.8%、色度93.9%。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
在石化、炼油废水处理中，邬向东等采用膜生物反应器对广州石化炼油污水进行了工业实验研究。使用孔径为0.2~0.4μm的聚偏氟乙烯(PVDF)材质中空纤维膜，采用淹没式的帘式膜组件对该石化炼油污水进行了处理，其COD去除率达98%以上;氨氮去除率可达99%以上。出水量稳定，水质优异。实现了炼化污水资源化，为企业节约了大量的新鲜水源，成为企业经济可持续发展的技术保证之一。王尧等拟改造某企业炼油废水处理工艺，由原来的厌氧生化+接触氧化+砂滤工艺改造成水解酸化+好氧+MBR工艺+臭氧接触氧化+生物活性炭吸附工艺。实验结果表明该工艺对COD去除率明显，对炼油废水的SS和浊度均能有效去除，膜产水SS<5mg/L，浊<0.7NTU，为后续深度处理和回用提供了必要条件。
