MBR膜生物反應器穩定運行的關鍵是膜汙染的控制。預防和減緩膜汙染的措施包括：
（1）膜品種的選擇
採用親水性膜或經過親水化處理的硫水性膜，可以提高膜的抗汙染能力。對於硫水性的易受汙染膜，可以採用移植親水性基團或交鏈復塗的方法，以改善膜表面的親水性能，從而降低蛋白質對膜的吸附汙染。另外，膜的孔徑、孔率以及膜表面的粗糙度等因素均會影響膜汙染的速度。
（2）進水的預處理
運行良好的膜生物反應器，必須有可靠的預處理措施作為保障。在處理工業廢水時，除油、沉砂和細格棚尤為重要；處理生活汙水特別是洗浴汙水時，毛髮過濾器必不可少。
（3）合理的池體設計
對於浸沒式膜生物反應器，生化池的幾何尺寸和膜組件的擺放位置，都會對膜汙染的程度產生形響。反應器內升降水流通道的設計要合理，上升水流通道越，下降水流通道越寬，膜面的錯流流速就越大，膜面的錯流過濾效果就越明顯。
（4）膜通量
選擇較大「臨界膜通量」的膜組件，使膜生物反應器在運行過程中的膜通量小於臨界值，以減緩膜汙染的速度，保證膜生物反應器的長期穩定運行。另外，採用恆通量操作方式，控制膜的初始通量，也有利於控制膜汙染，可以使膜通量在較長時間內保持較高的水平。
（5）間歇出水和空曝氣
周期地設定膜組件的出水和停止出水時間。在膜組件停止出水時，混合液流向膜表面的徑向流速為零。在這段時間內，由於空曝氣產生的膜表面切向的衝刷作用，使膜表面沉積的截留物脫落，膜分離性能得以恢復。
（6）曝氣量
曝氣量對於控制一體式膜生物反應器的膜汙染問題也十分關鍵。加大曝氣量有利於提高膜表面的衝刷作用，減緩膜面凝膠層的形成。另一方面，適當地增加曝氣量，還可以提高膜表面的錯流速度。一般認為，錯流速度大於3m/s可以減緩或防止膜汙染，維持一定的膜通量，但同時也會相應地增加能耗。在汙泥濃度較低時，曝氣強度對膜汙染的影響不大，在高汙泥濃度時，增加曝氣量的作用較為明顯。
（7）汙泥濃度
汙泥濃度越高對膜通量的影響就越大，保證較高的汙泥濃度雖有利於汙染物的去除，但也會加快膜汙染。兼顧兩者，適宜的汙泥濃度一般在80g/L左右。雖然較高的汙泥濃度可以減小膜生物反應器的體積，但汙泥負荷較低會產生大量的胞外聚合物（EPS），使活性汙泥的黏度加大，膜過濾阻力增加。所以，過高的汙泥濃度對於MBR正常運行是不利的。
（8）改善混合液的透過性能
通過投加粉末活性炭可以有效抑制EPS對膜分離效果的影響，並改善活性汙泥絮體的結構，減輕膜的汙染。投加絮凝劑有助於形成體積較大、黏性較小的活性汙泥絮體，改善泥水分離的性能，減緩膜汙染的速率。