Không có khả năng điều khiển sinh khối

Thông thường không dễ dàng điều khiển sinh khối trong màng vi sinh vật. Hơn nữa, sự tăng bề dày màng vượt quá một giá trị bề dày hiệu quả không đóng góp gì vào việc xử lý ô nhiễm mà còn làm giảm diện tích hiệu quả của màng vi sinh vật và thời gian lưu nước trong thiết bị xử lý.

Không có khả năng kiểm soát được sinh khối do không thể kiểm soát được thời gian lưu bùn và do đó không kiểm soát được các loài vi sinh vật có trong màng.

Trong quá trình bùn hoạt tính, dể ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn nitơ, nhằm kìm hãm quá trình nitrate hoá thì thời gian lưu bùn được rút ngắn lại. Ngược lại, để thúc đẩy quá trình nitrate hoá hay phát triển protozoas va metozoas chỉ cần tăng thời gian lưu bùn bằng cách giảm lượng bùn dư lấy ra. Vì vậy, chúng ta hoàn toàn có thể điều khiển được các loài vi sinh có trong bùn hoạt tính. Đối với quá trình màng vi sinh vật sự đa dạng sinh học cao dẫn đến chuỗi thức ăn được kéo dài và làm giảm lượng bùn dư. Không có phương pháp nào đựoc phát triển để kiểm soát số lượng loài vi sinh có  trong màng, do đó sự phát triển của một số vi sinh vật cỡ lớn như  Daphnia hay Nail sẽ xâm chiếm màng vi sinh vật, chiếm bậc cao trong chuỗi thức ăn và làm giảm khả năng xử lý nước của hệ thống vì chúng ăn một lượng lớn các vi sinh vật khác và sản sinh ra các sản phẩm bền khó lắng trong nước đầu ra.

Do vậy, quá trình màng vi sinh vật có rất ít các yếu tố điều khiển. Nên dễ vận hành nhưng khó điều khiển để đạt được hiệu quả xử lý cao.

Tốc độ làm sạch bị hạn chế bởi quá trình khuếch tán 

Trong quá trình màng vi sinh vật, các yếu tố điều khiển quá trình làm sạch nước là sự vận chuyển cơ chất và oxy vào màng vi sinh vật. Trong đa số trường hợp, sự vận chuyển cơ chất bởi quá trình khuếch tán trở thành yếu tố hạn chế tốc độ phản ứng (sự hạn chế khuếch tán), nồng độ cơ chất trở thành yếu tố điều khiển phản ứng làm sạch. Màng vi sinh vật càng dày, nồng độ oxy trong nước thải càng cao thì tốc độ phản ứng càng cao. Nồng độ oxy hoà tan phải được duy trì cao trong nước thải khi thiết kế bể lọc sinh học hiếu khí, do vậy năng lượng sục khí cũng phải cao tương ứng. Do đó, để hạn chế ảnh hưởng của quá trình khuếch tán diện tích màng vi sinh vật phải đủ lớn tương ứng với lượng sinh khối lớn. Như vậy, cần sử dụng vật liệu làm giá thể phải có diện tích bề mặt riêng lớn. Thêm vào đó vận tốc nước chảy trên bề mặt màng phải đủ lớn để duy trì bề dày hiệu quả của màng thích hợp để tăng cường khả năng khuếch tán của cơ chất và oxy vào trong lớp màng. Hơn nữa cần phải thiết kế thiết bị xử lý sao cho vận tốc nước chảy đều  mọi nơi trong khối vật liệu đệm.