膜生物反应器(MBR)作为保证出水水质达到一级A标准的高新技术，在全球以及中国市场获得了快速发展，但其作为一种高技术含量的工艺，面临的挑战也不容忽视。《中国MBR产业发展白皮书》指出，MBR产业在发展中存在三方面的风险。
一是处理能力降低的风险。污水处理厂的流量会随着季节、进水的组成及处理规模的大小等因素而有所变化，这种流量的变化对MBR的运行有较大的影响。MBR工艺存在着一个极限的通量，超过这个极限或者由于膜污染导致膜通量下降，那么多余的水就通不过膜孔径。实际运行中的很多MBR工艺都是这样，在运行的早期一般能达到设计规模，但随着运行时间的积累，处理能力不断下降，很多MBR污水处理厂的实际处理能力甚至不足设计之初的50%。因此在选择MBR工艺时，必须意识到日后这种潜在的风险，采取必要的技术手段。
美国环保局认为，MBR工艺的进水峰值流量不应超过平均流量的1.5~2倍，如果超过这个值，就需要有大量的膜组件备用，或者设置流量调节池。
二是较高的投资成本与运行成本。目前，膜组器是技术含量最高、价值最大的部分，其成本占整体设备投资的比例很大。此外，MBR的自动化程度较高，需要较为先进的设备，也增加了投资成本。
以国内市政污水万吨级以上处理规模项目的数据分析，MBR吨水投资成本在2000~2500元(包括土建、膜系统及其他设备)，比传统活性污泥法项目的建设成本高出1/3左右。但如果考虑传统活性污泥法考虑三级过滤系统以达到相同的出水水质，两者投资差距会缩小到10%~20%。如果考虑土地成本，MBR技术将会有较大的优势。MBR工艺单元的电耗在0.6~1.0千瓦时/吨之间，药剂成本在0.2元/吨左右。MBR运行成本的降低是MBR技术的发展方向之一。
三是预处理与自控系统设计不周全这种易忽视的风险。预处理是MBR工艺非常重要的一个环节，需要格外重视。国内外有不少MBR工艺由于不重视预处理造成了严重的后果。MBR工艺的仪表自动控制系统比传统活性污泥工艺复杂得多，MBR工艺每年的清洗次数至少在2万次以上，这对各种阀门、泵是个严峻的考验，也对PLC控制系统提出了很高要求。
