膜生物反應器的材料分為有機膜和無機膜兩種。膜生物反應器曾遍采用有機膜，常用的膜材料為聚乙烯、聚丙烯等。分離式膜生物反應器通常采用超濾膜組件，截留分子量一般在2—30萬。膜生物反應器截留分子量越大，初始膜通量越大，但長期運行膜通量未必越大。

當膜選定后，其物化性質也就確定了，因此，操作方式就成為影響膜生物反應器膜污染的主要因素。不僅污泥濃度、混合液粘度等影響膜通量，混合液本身的過濾性能，如活性污泥性狀、生物相也影響膜生物反應器膜通量的衰減。有研究表明：粉末活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助于改善泥水分離性能，形成體積更大、粘性更小的污泥絮體，減少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的過量加人會造成污泥活性受到限制，影響反應器的處理能力和處理效果。

改善膜面附近料液的流體力學條件，如提高流體的進水流速，減少濃差極化，使被截留的溶質及時被帶走。分離式膜生物反應器中，一般均采用錯流過濾的方式；而一體式膜生物反應器實質上是一種死端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有助于防止膜面沉積污染。因此設計合理的流道結構，提高膜間液體上升流速，使較大的暖氣量起到了沖刷膜表面的錯流過濾效果對于淹沒式膜生物反應器顯得尤為重要。