Tratamentul nămolului activat în bioreactoare cu membrană (MBR) este o metodă deosebit de compactă și eficientă de purificare a apei biologice. Membranele bioreactoare sunt aplicate în cazul în care statiile de epurare trebuie să fie foarte compacte din cauza lipsei de spațiu și / sau în cazul în care este necesară o calitate foarte ridicată a efluenților sau este refolosită ca apă de serviciu, g. pentru irigare.
Prin această metodă de tratare nămolul activat nu este separat în decantorul secundar și recirculat, el fiind reținut în rezervorul de aerare prin filtre cu membrană. Concentrația biomasei în rezervorul de aerare este mărită de trei până la patru ori, dimensiunile rezervoarelor fiind, prin urmare, mici.