I processi di trattamento biologico richiedono un ambiente microbico stabile nel sistema di reazione. Ciò in genere richiede il mantenimento di un'elevata concentrazione di fanghi (MLSS) e di un adeguato tempo di ritenzione dei fanghi (SRT) per garantire una degradazione sufficiente della materia organica e dell'azoto ammoniacale. Allo stesso tempo, la qualità dell’affluente dovrebbe essere il più equilibrata possibile per evitare carichi d’urto eccessivi, che possono avere un impatto negativo sull’attività microbica e sull’efficienza complessiva del trattamento.
I processi operativi della membrana richiedono un controllo rigoroso del differenziale di pressione transmembrana (TMP) e del flusso della membrana. Durante il funzionamento viene generalmente utilizzato il funzionamento a flusso costante o a pressione costante, con monitoraggio in tempo reale-delle modifiche del TMP per valutare l'intasamento della membrana. Se la pressione aumenta o il flusso diminuisce, è necessario un tempestivo controlavaggio o una pulizia chimica per ripristinare le prestazioni della membrana e prevenire incrostazioni irreversibili.
Il controllo dell'incrostazione della membrana ha requisiti specifici per l'aerazione e le condizioni idrauliche. Il sistema di aerazione deve fornire continuamente una forza di taglio sufficiente per ridurre la deposizione di fanghi sulla superficie della membrana; contemporaneamente, il tempo di ritenzione idraulica (HRT) e il rapporto di ritorno devono essere adeguatamente controllati per evitare un eccessivo accumulo di fanghi o uno squilibrio del carico del sistema. Nel complesso, i requisiti di processo del bioreattore a membrana enfatizzano il funzionamento bilanciato del sistema e il controllo raffinato, che sono fondamentali per ottenere un effluente stabile e un funzionamento a lungo-termine.