La technologie des membranes MBR combine le traitement biologique et la séparation par membrane, ce qui entraîne des différences significatives en termes de structure et de fonctionnement par rapport aux processus traditionnels de traitement des eaux usées. Ses principales caractéristiques se reflètent dans l’efficacité du traitement, la qualité des effluents et le fonctionnement du système.
La caractéristique la plus importante des membranes MBR est leur effluent stable et de haute-qualité. Les modules membranaires retiennent directement les matières en suspension et les micro-organismes, ce qui donne un effluent pratiquement exempt de matières en suspension (MES). Il présente également des taux de rétention élevés pour les bactéries et certains virus, conduisant à une qualité globale des effluents bien supérieure aux processus traditionnels des bassins de décantation secondaire, répondant à des normes de réutilisation plus strictes.
Le système fonctionne avec une capacité de charge élevée et nécessite un faible encombrement. Étant donné que la membrane retient complètement les boues, une concentration élevée de boues et un long âge de boues peuvent être maintenus dans le réacteur, améliorant ainsi l'efficacité d'élimination des matières organiques, de l'azote et du phosphore. Pour la même capacité de traitement, les systèmes MBR nécessitent généralement moins de terrain que les procédés traditionnels à boues activées, ce qui les rend plus adaptés aux zones aux ressources foncières limitées.
Les membranes MBR possèdent également une forte résistance aux charges de choc. En raison de la grande biomasse microbienne et du long temps de rétention des boues dans le système, même les fluctuations de la qualité ou de la quantité des influents peuvent maintenir des performances de traitement stables. Cependant, l'encrassement de la membrane constitue également un problème lors de son fonctionnement, nécessitant un lavage à contre-courant, un lavage par aération ou un nettoyage chimique pour maintenir un flux stable. Il s’agit d’un élément clé de son fonctionnement et de sa gestion.