MBR membranteknologi kombinerer biologisk rensning med membranseparation, hvilket resulterer i betydelige forskelle i struktur og drift sammenlignet med traditionelle spildevandsbehandlingsprocesser. Dens hovedkarakteristika afspejles i behandlingseffektivitet, spildevandskvalitet og systemdrift.
Det mest fremtrædende træk ved MBR-membraner er deres stabile og høje-kvalitetsspildevand. Membranmodulerne tilbageholder direkte suspenderede faste stoffer og mikroorganismer, hvilket resulterer i spildevand praktisk talt fri for suspenderede faste stoffer (SS). Det udviser også høje retentionsrater for bakterier og nogle vira, hvilket fører til en overordnet spildevandskvalitet, der er langt overlegen i forhold til traditionelle sekundære sedimentationstankprocesser og opfylder strengere genbrugsstandarder.
Systemet fungerer med høj belastningskapacitet og kræver et lille fodaftryk. Fordi membranen fuldstændigt tilbageholder slam, kan en høj slamkoncentration og lang slamalder opretholdes inde i reaktoren og derved forbedre fjernelseseffektiviteten af organisk stof og nitrogen og fosfor. For den samme behandlingskapacitet kræver MBR-systemer typisk mindre jord end traditionelle aktiveret slamprocesser, hvilket gør dem mere velegnede til områder med begrænsede jordressourcer.
MBR-membraner har også stærk modstand mod stødbelastninger. På grund af den store mikrobielle biomasse og lange slamtilbageholdelsestid i systemet, kan selv udsving i influentkvalitet eller -mængde opretholde en stabil behandlingsydelse. Imidlertid er membrantilsmudsning også et problem under dens drift, hvilket kræver tilbageskylning, beluftningsskrubning eller kemisk rensning for at opretholde stabil flux. Dette er et nøgleelement i dens drift og ledelse.