Procesi biološke obrade zahtijevaju stabilno mikrobno okruženje u reakcijskom sustavu. To obično zahtijeva održavanje visoke koncentracije mulja (MLSS) i odgovarajućeg vremena zadržavanja mulja (SRT) kako bi se osigurala dovoljna razgradnja organske tvari i amonijačnog dušika. Istodobno, kvaliteta protoka treba biti što je moguće više uravnotežena kako bi se izbjegla prekomjerna udarna opterećenja, koja mogu negativno utjecati na aktivnost mikroba i ukupnu učinkovitost tretmana.
Membranski radni procesi zahtijevaju strogu kontrolu transmembranskog diferencijalnog tlaka (TMP) i membranskog protoka. Rad s konstantnim protokom ili konstantnim tlakom općenito se koristi tijekom rada, uz-praćenje promjena TMP-a u stvarnom vremenu kako bi se procijenilo onečišćenje membrane. Ako se tlak poveća ili protok smanji, potrebno je pravodobno ispiranje ili kemijsko čišćenje kako bi se obnovila učinkovitost membrane i spriječilo nepovratno onečišćenje.
Kontrola onečišćenja membrane ima posebne zahtjeve za prozračivanje i hidrauličke uvjete. Sustav prozračivanja mora kontinuirano osiguravati dovoljnu silu smicanja kako bi se smanjilo taloženje mulja na površini membrane; istovremeno, hidrauličko vrijeme zadržavanja (HRT) i omjer povrata moraju biti odgovarajuće kontrolirani kako bi se izbjeglo prekomjerno nakupljanje mulja ili neravnoteža opterećenja sustava. Općenito, procesni zahtjevi membranskog bioreaktora naglašavaju uravnotežen rad sustava i preciznu kontrolu, koji su ključni za postizanje stabilnog efluenta i dugotrajnog -rada.