Η τεχνολογία μεμβράνης MBR συνδυάζει τη βιολογική επεξεργασία με τον διαχωρισμό μεμβράνης, με αποτέλεσμα σημαντικές διαφορές στη δομή και τη λειτουργία σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διαδικασίες επεξεργασίας λυμάτων. Τα κύρια χαρακτηριστικά του αντικατοπτρίζονται στην αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας, στην ποιότητα των λυμάτων και στη λειτουργία του συστήματος.
Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό των μεμβρανών MBR είναι η σταθερή και υψηλής ποιότητας εκροή τους. Οι μονάδες μεμβράνης συγκρατούν απευθείας τα αιωρούμενα στερεά και τους μικροοργανισμούς, με αποτέλεσμα την εκροή ουσιαστικά απαλλαγμένη από αιωρούμενα στερεά (SS). Παρουσιάζει επίσης υψηλά ποσοστά κατακράτησης για βακτήρια και ορισμένους ιούς, με αποτέλεσμα τη συνολική ποιότητα των λυμάτων πολύ ανώτερη από τις παραδοσιακές διαδικασίες δευτερογενούς δεξαμενής καθίζησης, πληρώντας αυστηρότερα πρότυπα επαναχρησιμοποίησης.
Το σύστημα λειτουργεί με μεγάλη χωρητικότητα φορτίου και απαιτεί μικρό αποτύπωμα. Επειδή η μεμβράνη συγκρατεί πλήρως τη λάσπη, μπορεί να διατηρηθεί υψηλή συγκέντρωση ιλύος και μεγάλη ηλικία λάσπης εντός του αντιδραστήρα, βελτιώνοντας έτσι την αποτελεσματικότητα απομάκρυνσης της οργανικής ύλης και του αζώτου και του φωσφόρου. Για την ίδια ικανότητα επεξεργασίας, τα συστήματα MBR απαιτούν συνήθως λιγότερη γη από τις παραδοσιακές διεργασίες ενεργοποιημένης ιλύος, καθιστώντας τα πιο κατάλληλα για περιοχές με περιορισμένους πόρους γης.
Οι μεμβράνες MBR διαθέτουν επίσης ισχυρή αντίσταση σε φορτία κραδασμών. Λόγω της μεγάλης μικροβιακής βιομάζας και του μεγάλου χρόνου διατήρησης της λάσπης στο σύστημα, ακόμη και οι διακυμάνσεις στην ποιότητα ή την ποσότητα εισροής μπορούν να διατηρήσουν σταθερή απόδοση επεξεργασίας. Ωστόσο, η ρύπανση της μεμβράνης είναι επίσης ένα πρόβλημα κατά τη λειτουργία της, που απαιτεί οπισθόπλυση, τρίψιμο αερισμού ή χημικό καθαρισμό για τη διατήρηση σταθερής ροής. Αυτό είναι βασικό χαρακτηριστικό της λειτουργίας και διαχείρισης του.