本发明公开了一种好氧膜生物反应器及工艺，所述好氧膜生物反应器包括缺氧池、好氧池和膜池，所述缺氧池设上部开口和第一上部溢流口，缺氧池液位高于好氧池液位，所述好氧池底部设出水口，该出水口分别与缺氧池底部、膜池底部连接，所述膜池设第二上部溢流口并且膜池液位高于好氧池液位，膜池内设膜组件，膜池连接清水池。本发明中膜池与好氧反应池分开，适用于大批量污水处理，同时便于对反应器设备进行检修；缺氧池、膜池液位均高于好氧池液位，通过溢流方式实现池之间的流通，同时膜池中的污泥浓度得到有效控制。本发明能维持组件高堆积密度、出水水质优良、设备占地面积小、排泥量少、硝化能力强、结构简单。