Membran MBR, yang menggabungkan pengolahan biologis dengan-pemisahan membran berefisiensi tinggi, menawarkan kualitas limbah yang stabil dan hanya membutuhkan sedikit jejak, sehingga banyak digunakan dalam berbagai skenario pengolahan dan penggunaan kembali air limbah.
Membran MBR umumnya digunakan dalam pembangunan atau peningkatan instalasi pengolahan air limbah perkotaan. Teknologi ini mencapai efisiensi pengolahan yang tinggi dengan jejak yang relatif kecil, menghasilkan limbah yang memenuhi standar air reklamasi dan dapat digunakan untuk penghijauan kota, pencucian jalan, atau pengisian air lanskap, sehingga sangat cocok untuk wilayah perkotaan besar dengan sumber daya lahan terbatas.
Membran MBR cocok untuk mengolah air limbah{0}}dengan konsentrasi tinggi atau membandel dari industri seperti pengolahan makanan, farmasi, bahan kimia, dan elektronik. Karena konsentrasi lumpur yang tinggi dan ketahanan terhadap guncangan yang kuat di dalam sistem, sistem ini dapat mengolah air limbah industri dengan fluktuasi kualitas yang signifikan dengan lebih stabil sekaligus memenuhi persyaratan pembuangan atau standar penggunaan kembali yang ketat.
Membran MBR juga menawarkan keuntungan dalam penggunaan kembali greywater dan skenario pengolahan yang terdesentralisasi. Misalnya,-sistem pengolahan air limbah di lokasi di komunitas perumahan, sekolah, hotel, dan bandara dapat memanfaatkan teknologi MBR untuk memurnikan air limbah di-lokasi dan menggunakannya kembali untuk pembilasan toilet, penghijauan, atau lansekap, sehingga meningkatkan efisiensi pemanfaatan sumber daya air. Selain itu, sistem MBR banyak digunakan dalam pengolahan air darurat dan pengelolaan kawasan yang sensitif secara ekologis karena modularitas dan stabilitasnya.