Procesi biološke obrade zahtijevaju stabilno mikrobno okruženje u reakcionom sistemu. Ovo obično zahtijeva održavanje visoke koncentracije mulja (MLSS) i odgovarajućeg vremena zadržavanja mulja (SRT) kako bi se osigurala dovoljna degradacija organske tvari i amonijačnog dušika. Istovremeno, kvalitet uticaja treba da bude što je moguće uravnoteženiji kako bi se izbegla prekomerna udarna opterećenja, koja mogu negativno uticati na aktivnost mikroba i ukupnu efikasnost tretmana.
Procesi rada membrane zahtijevaju strogu kontrolu transmembranskog diferencijalnog tlaka (TMP) i membranskog fluksa. Rad sa konstantnim protokom ili konstantnim pritiskom se općenito koristi tokom rada, uz praćenje-u realnom vremenu promjena TMP-a za procjenu onečišćenja membrane. Ako se pritisak poveća ili fluks smanji, potrebno je pravovremeno ispiranje ili hemijsko čišćenje kako bi se povratila performansa membrane i spriječilo nepovratno zaprljanje.
Kontrola onečišćenja membrane ima specifične zahtjeve za aeraciju i hidrauličke uslove. Sistem za aeraciju mora kontinuirano pružati dovoljnu silu smicanja da smanji taloženje mulja na površini membrane; Istovremeno, hidraulično vrijeme zadržavanja (HRT) i omjer povrata moraju biti na odgovarajući način kontrolirani kako bi se izbjeglo prekomjerno nakupljanje mulja ili neravnoteža opterećenja sistema. Sve u svemu, procesni zahtjevi membranskog bioreaktora naglašavaju uravnotežen rad sistema i rafiniranu kontrolu, koji su ključni za postizanje stabilnog efluenta i dugotrajnog-funkcionisanja.