（2）外置式膜生化反应器生物脱氮
外置式膜生化反应工艺采用生物脱氮方式即反硝化和硝化对氨氮进行有效的去除和降解，采用反硝化和硝化的生物脱氮工艺在业界被一致公认为最有效的脱氮方式。反硝化和硝化工艺原理是在硝化池中的硝化微生物（亚硝化微生物和硝化微生物）将氨氮转化为硝态氮（硝酸盐），硝态氮在在反硝化池缺氧状态下在反硝化菌群（存在于活性污泥中的兼性异养菌，如产碱杆菌、假单胞菌等菌）作用下还原为氮气释放出来。但传统的反硝化、硝化工艺对于高浓度氨氮废水的处理往往很不理想，随着膜和反硝化、硝化工艺的结合使得该问题得到了有效的解决：
硝化系统中进行脱氮的硝化微生物（硝化菌）属于自养微生物，其微生物繁殖速度较慢，即世代周期较长，在实际设计和工程运用中体现为硝化泥龄必须很长，传统的反硝化、硝化工艺受制于反应器的尺寸、污泥流失等因素在处理高浓度氨氮的废水时往往不能够硝化完全，而膜生化反应器工艺由于其对微生物完全截留，使微生物的泥龄达到并且远远超过了硝化微生物生长所需的时间，并且可以繁殖、聚集达到完全硝化所需的微生物浓度，这样使得氨氮能够完全硝化。
由于硝化、反硝化微生物对温度较为敏感，外置式膜生化反应工艺高度集成化、采用密闭式池体且污泥浓度维持在较高的水平，由于机械-热能转化以及高负荷生物反应放热使反应器温度能够维持在35摄氏度以上（夏天需要冷却），适宜硝化、反硝化微生物的快速增殖。理论计算和工程实验表明，即使在北京、哈尔滨等地，外置式膜生化反应器温度仍然维持在35摄氏度以上。
工程实例表明，外置式膜生化反应工艺的氨氮去除效果可以达到99%以上。
4.6内置式和外置式膜生化反应器比选
1）给水方式
分离式MBR超滤膜安装在好氧生物反应池的外部，因此循环给水泵供给每个超滤单元的水质是一致的；分离式MBR超滤膜组件内部包含若干管式膜丝，内压式设计保证了每根膜丝给水均匀分配，因此每根膜丝内部截留的污染物是平均分布的，污染物不会在膜壳内中堆积。
浸没式MBR超滤膜组件浸没在好氧生物反应池中，给水管设置了水池的一端，因此在运行时浸没式膜的给水呈推流式，靠近给水侧的膜组件的给水中污染物浓度低，随着给水不断抽吸进入产水端，距给水侧越远，膜组件的给水中污染浓度越高，因此超滤膜丝截留污染物是不均匀分布的；浸没式MBR超滤膜组件由许多中空纤维膜丝组成，外压式设计导致运行时会产生膜丝集束问题，大量膜丝由于污染物堆积在膜丝间造成部分膜丝相互黏附在一起，导致实际过滤面积变小，膜通量比实际设计通量大。
2）化学清洗方式
分离式MBR超滤膜组件采用定期进行化学增强反洗的方式，清洗剂限制在MBR超滤系统的小空间内，不影响好氧生物反应池中微生物的生长繁殖，可以实现自动化。
化学增强反洗步骤：水力反洗－加入清洗液－浸泡－水力反洗，过程简单，耗时少。
浸没式MBR超滤膜组件采用定期化学清洗方式，为了不影响MBR好氧生物反应池内微生物的生长繁殖，需要将超滤膜组件从生化池中取出放入专用清洗水池中进行化学清洗，清洗剂需要充满整个专用水池，浪费大量清洗液。
化学清洗步骤：将膜组件从生化池中取出－加入清洗液－浸泡－反洗排放清洗液－将膜组件放回生化池中，过程复杂，耗时长，工作量很大。
3）设备维护和检修
分离式MBR超滤设备维护和检修方便。在不需要拆卸膜组件的情况下，完整性检测可以通过压力衰减法快速定位存在破损膜丝的膜组件，膜组件中存在破损的膜丝可以通过简单的产水侧水压——进水侧水流方法快速找到。
浸没式MBR超滤设备只用压力衰减法。如果出现膜丝破损需要用起重机将整个膜模块从水池中吊出然后将一个膜模块中的所有膜组件依次进行检测，工作量大。