人为的环境富营养化，即水体中加速的化学营养物（主要是氮和磷）聚集过程，成为一个影响供水，生态系统和它们的供应链成分的重要问题。富营养化不仅造成过度的植物生长和生态衰变，而且会导致水中溶氧减少，水质严重降低，鱼类和其他动物数量严重减少等其他相关问题。
造成人为富营养化的一个主要原因是污水处理厂（WWTP）的营养物排放。正因为如此，美国一直在努力控制污水处理厂的营养物排放。设计人员现在用来大幅减少废水排放中营养物的工具之一是膜生物反应器(MBR)。
Eimco 水技术公司的一个分厂Enviroquip提供使用Kubota膜的膜生物反应器系统，它使磷和氮含量降低到可避免富营养化的水平之下。
Enviroquip膜生物反应器工艺是基于Modified Ludzack-Ettinger (MLE)系统流程，引入了Kubota平板膜来代替二次澄清池，可使膜生物反应器中提高混合液悬浮固体的浓度，因而含有更多数量的硝化菌。开发Kubota膜完全是为了满足废水处理的独特需求的。当膜生物反应器与Bardenpho工艺流程一起使用时，生物脱氮除磷（磷的化学精处理）都可同时完成了。
设计
在密歇根州4个月的演示运行中，Enviroquip设计的膜生物反应器能够持续地将废物流中的总磷(TP)从5.2毫克/升降低到平均值小于0.03毫克/升。实验中的43个样品，有12个显示总磷低于检测的水平。
膜坚固的结构允许工厂在平均水温为10.9摄氏度，最低温度达到6.2摄氏度的结冰时期依然进行废水处理。在特别寒冷时期，当工厂都结冰了，膜却没有任何损害。Enviroquip系统的简单性还表现在它4个月才需要进行一次维护清洗的性能。一旦工厂生产稳定下来，总磷的数值保持得相当低。密歇根的演示计划是专门为除磷设计的。
实验期间，系统稳定控制在每平方英尺每天10加仑(gfd) 的流量下运行。系统的设计是在额定混合液悬浮固体浓度为15000毫克/升的状况下运行的。实际的混合液悬浮固体浓度是在启动时小于6940毫克/升到超过26180毫克/升，平均混合液悬浮固体浓度为16304毫克/升。虽然较高的混合液悬浮固体值可能会因为溶解氧的影响而影响到生物需氧量(BOD)去除率和硝化作用，但是水力特性没有受到影响。
化学除磷的另一个好处，就是能够降低生物需氧量到几乎无法检测的极限值。
机理
膜生物反应器系统的一个独特优点是能够去除小颗粒，Kubota膜的有效运行孔径小于0.1微米。最常见的除磷工艺是使用金属盐，主要是铁或铝，进行化学沉淀。虽然大多数沉淀剂相当重，能够在传统的澄清系统中解决，但是很多由磷所形成的微小胶体却无法用常规技术来捕捉。然而，由于膜生物反应器中微小的膜孔可以有效的拦阻这些胶体，以及膜生物反应器中较长的固体滞留时间使这些微小的颗粒形成较大颗粒而被废活性污泥收集。
0.1微米的有效膜孔径是由于生物膜形成的结果。生物膜是一种复杂的微生物聚集，特点是表面的附着作用和结构的不均匀性而产生一种保护性的和有粘着力的组织。任何一个放置在废水环境中的表面很容易形成生物膜。许多横流膜生物反应器系统在设计上都尽量减少这种生物膜的形成，因为它容易堵塞膜孔。中空纤维膜系统通过使用空气冲洗纤维和在运行中不停地伸缩它们来减少这种生物膜的形成。但是，这种伸缩使纤维变得脆弱，最终缩短了膜的寿命。
Enviroquip系统还也使用空气冲洗膜，但是与膜纤维不同，它的设计充分利用了生物膜的特性。生物膜作为膜的保护涂层，并且在废水透过膜之前，对废水进行净化处理。Enviroquip已把膜放松周期纳入冲洗系统中，以允许生物膜再生，并减少产生过度压降的可能性，过度压降也被称为跨膜压力(TMP)。低跨膜压力大大减少了Kubota膜的磨损，从而使膜的寿命超过其他主要膜制造商的产品。
结论
膜生物反应器代表了目前对污水排放进行脱氮除磷的污水处理技术的工艺水平。在美国，在对水体去除富营养化的贡献者中，它们的应用将发挥至关重要的作用。膜生物反应器有助于防止环境灾难的发生，并且能够帮助扭转已经被严重破坏了的生态系统以及现有的水体堵塞现象。
