MBR membránová technologie kombinuje biologické čištění s membránovou separací, což má za následek značné rozdíly ve struktuře a provozu ve srovnání s tradičními procesy čištění odpadních vod. Jeho hlavní charakteristiky se odrážejí v účinnosti čištění, kvalitě odpadních vod a provozu systému.
Nejvýraznějším rysem membrán MBR je jejich stabilní a vysoce{0}}kvalitní odpadní voda. Membránové moduly přímo zadržují suspendované pevné látky a mikroorganismy, což vede k tomu, že odpadní voda prakticky neobsahuje suspendované pevné látky (SS). Vykazuje také vysokou míru zadržování bakterií a některých virů, což vede k celkové kvalitě odpadní vody, která je mnohem lepší než tradiční procesy sekundární sedimentační nádrže a splňuje přísnější normy pro opětovné použití.
Systém pracuje s vysokou nosností a vyžaduje malé rozměry. Protože membrána zcela zadržuje kal, lze v reaktoru udržovat vysokou koncentraci kalu a dlouhé stáří kalu, čímž se zlepšuje účinnost odstraňování organické hmoty a dusíku a fosforu. Pro stejnou kapacitu zpracování vyžadují systémy MBR obvykle méně půdy než tradiční procesy s aktivovaným kalem, takže jsou vhodnější pro oblasti s omezenými půdními zdroji.
MBR membrány mají také silnou odolnost vůči rázovému zatížení. Díky velké mikrobiální biomase a dlouhé době zdržení kalu v systému mohou i kolísání kvality nebo kvantity přítoku udržet stabilní účinnost čištění. Zanášení membrány je však také problémem během jeho provozu, který vyžaduje zpětné proplachování, provzdušňovací drhnutí nebo chemické čištění pro udržení stabilního toku. To je klíčová vlastnost jeho provozu a řízení.