Процеси биолошког третмана захтевају стабилно микробно окружење у реакционом систему. Ово обично захтева одржавање високе концентрације муља (МЛСС) и одговарајућег времена задржавања муља (СРТ) да би се обезбедила довољна деградација органске материје и амонијачног азота. Истовремено, квалитет утицаја треба да буде што је могуће уравнотеженији како би се избегла прекомерна ударна оптерећења, која могу негативно утицати на активност микроба и укупну ефикасност лечења.
Процеси рада мембране захтевају строгу контролу трансмембранског диференцијалног притиска (ТМП) и мембранског флукса. Рад са константним протоком или константним притиском се генерално користи током рада, уз праћење-у реалном времену промена ТМП-а да би се проценило запрљање мембране. Ако се притисак повећа или флукс смањи, неопходно је благовремено испирање или хемијско чишћење да би се повратио учинак мембране и спречило неповратно запрљање.
Контрола запрљања мембране има посебне захтеве за аерацију и хидрауличке услове. Систем за аерацију мора континуирано да обезбеђује довољну силу смицања да смањи таложење муља на површини мембране; истовремено, хидраулично време задржавања (ХРТ) и однос поврата морају бити на одговарајући начин контролисани како би се избегло прекомерно накупљање муља или неравнотежа оптерећења система. Све у свему, процесни захтеви мембранског биореактора наглашавају уравнотежен рад система и префињену контролу, који су кључни за постизање стабилног ефлуента и дуготрајног-функционисања.