膜生物反应器(MBR)主要由微滤(MF)膜、超滤(UF)膜或纳滤(NF)膜组件和生物反应池以一体或分体方式构成，一体式MBR也称为浸没式MBR，应用较广。废水进入浸没式MBR后，其中的有机物被微生物降解(主要为好氧方式)，通过水泵抽吸膜组件形成跨膜压差，使处理出水渗滤排出。MBR已广泛用于各类城市和工业废水处理，其污泥浓度大大高于传统的活性污泥法，处理效率较高，剩余污泥量较少，占地面积较小，出水水质较好且稳定，悬浮物含量尤其低，特别适合工业废水的适度回用(如用于冷却循环水)，或用于深度回用处理(如反渗透)的进水。

我国的许多炼油厂处于缺水地区，面临日益严重的水资源短缺危机，而炼油厂的新鲜水单耗及加工吨原油的废水排放量与发达国家尚有差距，节水、减排和废水回用成为企业可持续发展的必由之路，MBR为炼油废水的适度或深度处理与回用提供了高效手段。

尽管MBR相对于传统生物处理的优点显而易见，但仍有一些不足制约其应用，如能耗较传统生物处理高，跨膜压差驱动排水使得膜易发生堵塞，MBR出水残余溶解性微生物产物(如多糖、胡敏酸类等)和钙镁等可能引起后续深度处理的反渗透(RO)膜堵塞。

针对MBR的不足，Cornelissen E R等(Journal of Membrane Science,2008, 319: 158–168)和Achilli A等(Desalination 2009,239: 10–21)提出了正渗透膜生物反应器(OMBR)，用正渗透(FO)膜组件替代传统MBR的MF膜、UF膜或NF膜组件，水在渗透压作用下，由生物反应池扩散至FO膜内部的汲取液(一般为较高浓度的盐溶液)，排水动力由浓度差渗透压替代水泵抽吸。汲取液通过RO或蒸发浓缩后循环使用，RO或蒸发出水为深度净化水。OMBR排水为化学驱动，能耗降低，FO膜堵塞可大幅度减缓，FO膜出水基本不含溶解性微生物产物，后续用于浓缩和排水的RO膜基本不易堵塞。

然而，OMBR难以长周期连续运转，FO膜将截留废水中的盐，使得生物反应池中的盐不断地累积，浓度越来越高，FO膜两边的盐浓度差逐步缩小，渗透动力和排水通量逐渐降低，生物反应池中累积的高浓度盐也会抑制微生物活动，降低有机物的处理效率。