MBR中膜组件结构有很多种，其中包括管式、平板式、中空纤维式、卷式等。MBR中安装不同的膜组件结构，其膜表面的水力流动状态不同。为改善膜面与附近料液之间的水力作用，对膜组件进行优化以使膜面得到较大的水力冲刷作用，有利于膜面的污染物被水流剪切力冲刷下来，可以有效的减缓膜污染。对膜组件的优化主要包括膜材料的选择、膜组件的合理布置等。不同的MBR中污泥液的性质不同，也应选择不同的膜材料。有机膜的材质主要有纤维素衍生物、聚酰胺类、聚砜类、含硅聚合物等。因为此类材料中一般含有带电荷的基团，故膜也带有一定的电性。在选用有机膜的时候应根据反应器中污泥液的电性而选择与之电性相同的膜，增大膜与污泥之间的电排斥力，从而减少污染物的吸附。MBR中膜组件的安装方式应该结合曝气产生的水流剪切力等膜面与料液的水力情况等，合理布置膜组件与曝气装置的距离，使得在污泥液充分获得氧气的同时，水力对膜面的冲刷，从而减缓污泥层的形成和积累。徐晓静利用仿生学原理设计出一种螺旋结构膜组件，该膜组件具有一个旋转角度，在气液二相流的作用下，这种螺旋膜膜很容易产生振动，增加了气泡与膜面的碰撞，从而降低了过滤过程中的浓差极化，提高了膜通量和分离效率，降低了分离过程中的能耗。