El manteniment rutinari de les membranes MBR requereix una gestió contínua, normalment cada hora o diària. Per exemple, els sistemes d'aireació han de funcionar les 24 hores del dia per evitar l'acumulació de fangs a la superfície de la membrana. El rentat en línia periòdic es realitza durant el funcionament, normalment cada pocs minuts a desenes de minuts, per mantenir un flux estable de membrana. Aquesta etapa és de manteniment continu i no implica temps d'inactivitat.
El manteniment periòdic es fa normalment de manera setmanal a mensual. Es realitza un rentat intensiu o una neteja reparadora aproximadament cada 1-4 setmanes per eliminar els contaminants orgànics acumulats gradualment i l'obstrucció de partícules. Si el sistema funciona amb una aigua de mala qualitat o una càrrega elevada, la freqüència de manteniment s'incrementarà per evitar un augment continu del diferencial de pressió transmembrana (TMP).
El manteniment profund i la neteja química es realitza generalment cada 3-6 mesos. La neteja química (CIP) utilitza agents com l'hipoclorit de sodi i l'àcid cítric per eliminar contaminants irreversibles. Per als sistemes amb millors condicions de funcionament, el cicle es pot allargar a 6-12 mesos o fins i tot més. Els cicles de manteniment raonables poden allargar significativament la vida útil del bioreactor de membrana i mantenir un rendiment estable dels efluents.