MBBR的基本设计思想是无堵塞、无反洗、水头损失小、比表面积大。这可以通过在较小的载体单元上生长生物膜来实现，这些载体单元随反应器中的水流自由移动。在好氧反应器中，载体通过曝气移动；在缺氧/厌氧反应器中，载体通过机械搅拌移动。为了防止反应器中填料的损失，可在反应器出口设置多孔过滤器mbbr一般为矩形或圆柱形结构。矩形反应器沿反应槽的长方向均匀地分成若干单元或非格子。一般来说，反应器内的流动处于推流状态，而在每个池内，由于曝气，流动处于完全混合状态。比表面积较大的悬浮聚乙烯或聚丙烯填料的比重接近于水的比重。反应器内生物膜附着面可达500m2/m3，实际比表面积（填料内表面）可达350m2/m3。多孔曝气管在一侧曝气，使填料在池中循环。圆柱形反应器底部设有微孔曝气器。此外，有些反应器不仅在池底设有曝气装置，还设有混合装置。这些搅拌装置可使反应器方便灵活地应用于缺氧条件。有时为了防止曝气引起的汽提和挥发，可以在反应器上方加一个盖子。

国外已将mbbr应用于生活污水和部分工业废水的中试、中试和生产研究，取得了良好的效果。试验表明，移动床生物膜法处理中小型生活污水和工业有机废水是可行的。其中，一体化或埋地式污水处理厂在我国具有良好的应用前景。