MBR膜工藝廣泛應用于有機廢水處理、污水中水回用等領域。

1、應用于高濃度、有毒、難降解工業污水的處理。如高濃度有機廢水是一種較普遍的污染源，全國造紙、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行業每年高濃度有機物水的排放量很大，這類污水采用常規活性污泥法處理盡管有一定作用，但是出水水質難以達到排放標準的要求。而MBR在技術上的優勢，決定了它可以對常規方法難以處理的污水進行有效的處理，并且出水可以回用。
2、現有的城市污水處理廠的更新升級。特別是出水難以達標或處理流量劇增而占地面積無法擴大的情況。
3、應用于有污水回用需求的地區和場所等，充分發揮膜生物反應器占地面積小、設備緊湊、自動控制、靈活方便的特點。
4、垃圾填埋滲濾液的處理及回用。
5、應用于無排水管網系統的地區，如小居民點、度假區、旅游風景區等。