Postopki biološke obdelave zahtevajo stabilno mikrobno okolje v reakcijskem sistemu. To običajno zahteva vzdrževanje visoke koncentracije blata (MLSS) in ustreznega zadrževalnega časa blata (SRT), da se zagotovi zadostna razgradnja organske snovi in amonijevega dušika. Hkrati mora biti kakovost dotoka čim bolj uravnotežena, da se izognemo čezmernim udarnim obremenitvam, ki lahko negativno vplivajo na aktivnost mikrobov in splošno učinkovitost zdravljenja.
Membranski delovni procesi zahtevajo strog nadzor transmembranskega diferenčnega tlaka (TMP) in membranskega pretoka. Med delovanjem se na splošno uporablja delovanje s konstantnim pretokom ali konstantnim tlakom, s-spremljanjem sprememb TMP v realnem času za oceno umazanije na membrani. Če se tlak poveča ali pretok zmanjša, je potrebno pravočasno povratno pranje ali kemično čiščenje, da obnovite delovanje membrane in preprečite nepopravljivo onesnaženje.
Nadzor umazanije na membrani ima posebne zahteve glede prezračevanja in hidravličnih pogojev. Prezračevalni sistem mora nenehno zagotavljati zadostno strižno silo za zmanjšanje odlaganja blata na površini membrane; hkrati je treba ustrezno nadzorovati hidravlični zadrževalni čas (HRT) in povratno razmerje, da se prepreči čezmerno kopičenje blata ali neravnovesje obremenitve sistema. Na splošno procesne zahteve membranskega bioreaktorja poudarjajo uravnoteženo delovanje sistema in izpopolnjen nadzor, ki sta ključna za doseganje stabilnega iztoka in dolgoročnega-delovanja.