Uma associação do tratamento biológico convencional (reator ou biorreator) com o tratamento físico (filtração por membranas). Nos sistemas de lodos ativados os componentes dissolvidos presentes no esgoto são transformados no reator aerado em material particulado (biomassa) e em agregados sólidos sedimentáveis, que são removidos no decantador secundário. Sua eficiência está associada à boa separação da biomassa no decantador e sob o ponto de vista de saúde pública os organismos patogênicos não são completamente removidos nessa unidade. A tecnologia de membranas possibilita a retenção total da biomassa no reator, aumentando sua eficiência, assim como a retenção de microrganismos. O sistema MBR possibilita elevadas idades de lodo, minimizando os picos de carga orgânica e resultando em menores tempos de detenção hidráulica devido a elevada concentração de biomassa. A qualidade do efluente tratado de sistema MBR é bastante superior à qualidade dos efluentes produzidos em sistemas de lodos ativados convencionais, sendo verificadas concentrações de DBO < 5,00 mg/L, SST < 2,00 mg/L, Turbidez < 0,50 NTU e eficiência de remoção > 99% para DBO, SS e vírus, >98% para Fósforo e de 100% para coliformes termotolerantes.