Technologia membranowa MBR łączy oczyszczanie biologiczne z separacją membranową, co skutkuje znaczącymi różnicami w strukturze i działaniu w porównaniu z tradycyjnymi procesami oczyszczania ścieków. Jego główne cechy znajdują odzwierciedlenie w wydajności oczyszczania, jakości ścieków i działaniu systemu.
Najważniejszą cechą membran MBR jest ich stabilność i-wysoka jakość ścieków. Moduły membranowe bezpośrednio zatrzymują zawieszone ciała stałe i mikroorganizmy, dzięki czemu ścieki są praktycznie wolne od zawieszonych cząstek stałych (SS). Wykazuje również wysoki współczynnik retencji bakterii i niektórych wirusów, co prowadzi do ogólnej jakości ścieków znacznie lepszej niż w przypadku tradycyjnych procesów w osadnikach wtórnych, przy jednoczesnym spełnieniu bardziej rygorystycznych norm ponownego wykorzystania.
System działa z dużą nośnością i wymaga niewielkiej powierzchni. Ponieważ membrana całkowicie zatrzymuje osad, w reaktorze można utrzymać wysokie stężenie osadu i długi wiek osadu, poprawiając w ten sposób skuteczność usuwania materii organicznej oraz azotu i fosforu. Przy tej samej wydajności oczyszczania systemy MBR zazwyczaj wymagają mniej terenu niż tradycyjne procesy z osadem czynnym, co czyni je bardziej odpowiednimi dla obszarów o ograniczonych zasobach gruntów.
Membrany MBR charakteryzują się również dużą odpornością na obciążenia udarowe. Ze względu na dużą biomasę mikrobiologiczną i długi czas retencji osadu w systemie, nawet wahania jakości lub ilości dopływu mogą utrzymać stabilną wydajność oczyszczania. Jednakże zanieczyszczenie membrany stanowi również problem podczas jej działania, wymagający płukania wstecznego, szorowania napowietrzającego lub czyszczenia chemicznego w celu utrzymania stabilnego strumienia. Jest to kluczowa cecha jego działania i zarządzania.