กระบวนการบำบัดทางชีวภาพจำเป็นต้องมีสภาพแวดล้อมของจุลินทรีย์ที่เสถียรในระบบปฏิกิริยา โดยทั่วไปจำเป็นต้องรักษาความเข้มข้นของตะกอนให้สูง (MLSS) และระยะเวลากักเก็บตะกอน (SRT) ที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าอินทรียวัตถุและแอมโมเนียไนโตรเจนจะย่อยสลายอย่างเพียงพอ ในขณะเดียวกัน คุณภาพที่มีอิทธิพลควรมีความสมดุลมากที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงแรงกระแทกที่มากเกินไป ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์และประสิทธิภาพการรักษาโดยรวม
กระบวนการทำงานของเมมเบรนจำเป็นต้องมีการควบคุมส่วนต่างของแรงดันของเมมเบรน (TMP) และฟลักซ์ของเมมเบรนอย่างเข้มงวด โดยทั่วไปจะใช้ฟลักซ์คงที่หรือการดำเนินการด้วยแรงดันคงที่ระหว่างการทำงาน โดยมีการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลง TMP แบบเรียลไทม์- เพื่อประเมินการเปรอะเปื้อนของเมมเบรน หากความดันเพิ่มขึ้นหรือฟลักซ์ลดลง การล้างย้อนหรือการทำความสะอาดสารเคมีอย่างทันท่วงทีเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อคืนประสิทธิภาพของเมมเบรนและป้องกันการเปรอะเปื้อนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้
การควบคุมการปนเปื้อนของเมมเบรนมีข้อกำหนดเฉพาะสำหรับการเติมอากาศและสภาวะไฮดรอลิก ระบบเติมอากาศจะต้องให้แรงเฉือนที่เพียงพออย่างต่อเนื่องเพื่อลดการสะสมของตะกอนบนพื้นผิวเมมเบรน ในขณะเดียวกัน เวลากักเก็บไฮดรอลิก (HRT) และอัตราส่วนส่งกลับจำเป็นต้องได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของตะกอนมากเกินไปหรือความไม่สมดุลของโหลดของระบบ โดยรวมแล้ว ข้อกำหนดกระบวนการของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบเมมเบรนเน้นการทำงานของระบบที่สมดุลและการควบคุมที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุน้ำทิ้งที่เสถียรและการดำเนินงาน-ในระยะยาว