Pagrindinė MBR membranų funkcija – derinti biologinį valymą su membranų atskyrimo technologija, tuo pačiu užtikrinant teršalų skaidymą ir efektyvų kietųjų -skysčių atskyrimą nuotekų valymo metu, taip pakeičiant tradicinius antrinio nusodinimo rezervuarų procesus.
Svarbiausia MBR membranų funkcija yra efektyvus kietųjų{0}}skysčių atskyrimas. Jis visiškai atskiria aktyvųjį dumblą nuo apdoroto vandens per mikrofiltravimo arba ultrafiltravimo membranas, todėl nuotekose praktiškai nėra skendinčių kietųjų dalelių ir dumblo dalelių. Šis atskyrimo metodas yra kruopštesnis nei tradicinis sedimentavimas, todėl gaunama stabilesnė nuotekų kokybė ir efektyviai išvengiama valymo svyravimų, atsirandančių dėl dumblo kaupimosi.
MBR membranos žymiai pagerina biologinio apdorojimo efektyvumą. Kadangi membraninis modulis gali visiškai sulaikyti dumblą reaktoriuje, sistema gali išlaikyti didesnę dumblo koncentraciją ir ilgesnį dumblo amžių, taip padidindama organinių teršalų, amoniakinio azoto ir kitų teršalų skaidymo galimybes. Tai daro bendrą biologinio valymo sistemą galingesnę ir gali žymiai sumažinti pėdsaką.
MBR membranos taip pat turi pakartotinio nuotekų naudojimo ir išteklių atkūrimo funkcijas. MBR apdorotas vanduo paprastai atitinka aukštus standartus ir gali būti tiesiogiai naudojamas įvairiam vandens naudojimui savivaldybėje, ekologiškam drėkinimui arba pakartotiniam pramoniniam naudojimui. Regionuose, kuriuose vandens ištekliai yra riboti arba taikomi griežti emisijos standartai, MBR technologija tapo svarbiu technologiniu požiūriu pažangiam nuotekų valymui ir pakartotiniam naudojimui.