Les bioréacteurs à membrane (BRM) pour le traitement des eaux usées sont une combinaison d'une méthode de traitement biologique à croissance en suspension (généralement des boues activées) et d'un équipement de filtration membranaire, généralement des membranes de microfiltration (MF) ou d'ultrafiltration (UF) à basse pression.
Les membranes sont utilisées pour assurer la fonction critique de séparation solide-liquide. Dans les installations à boues activées, cette fonction est traditionnellement réalisée à l'aide de clarificateurs secondaires et tertiaires et d'une filtration tertiaire. Les deux types généraux de bioréacteurs à membrane (BRM) sont les systèmes sous vide (ou par gravité) et les systèmes sous pression. Les systèmes sous vide ou par gravité sont immergés et utilisent normalement des membranes à fibres creuses ou à feuilles plates installées dans les bioréacteurs ou dans un réservoir à membrane ultérieur. Les systèmes sous pression sont des systèmes de cartouches à l'intérieur des tuyaux, situés à l'extérieur du bioréacteur. Une zone membranaire peut être décrite comme l'étape initiale d'un processus biologique dans lequel les microbes sont utilisés pour dégrader les polluants qui sont ensuite filtrés par une série de membranes immergées (ou éléments membranaires).
Les avantages de la technologie MBR comprennent une empreinte réduite, généralement de 30 à 50 % inférieure à celle d'une installation de boues actives conventionnelle équivalente avec des clarificateurs secondaires et une filtration tertiaire par média. Le procédé produit également des effluents d'une qualité exceptionnelle, capables de répondre aux exigences les plus strictes en matière de qualité de l'eau, un schéma modulaire qui facilite l'expansion et la flexibilité de la configuration, un fonctionnement robuste et fiable et des exigences réduites en matière de désinfection en aval.