基于光合细菌生物处理的膜生物反应器污水处理方法，它涉及一种污水处理方法，本发明解决了现有的光合细菌污水处理技术的菌体投量大和分离效率低的问题。本发明的方法如下：污水经光合细菌生物反应器和膜分离装置处理后排放，浓缩菌部分返回生物反应器，其余排出回收；方法还可以如下：污水经内部设有分离膜装置的光合细菌生物反应器处理后排放，浓缩菌部分保留在生物反应器，其余排出回收。本发明的基于光合细菌生物处理的膜生物反应器污水处理方法可以用于污水生物处理，不需要连续投加新菌，光合细菌的分离效率可达90％～99％。