尽管MBR有许多优点，但是有一个主要因素限制了它的广泛应用。那就是该工艺的基建投资和运行费用较高，其中最主要的是膜的费用。膜组件的投资大约和处理规模成正比，而常规污水处理厂则是越大相对越经济。膜的世纪费用，更重要的是膜的更换费用在总投资中所占的比例正在下降。Churchouse和Wildgoose（1999）报告说Kubota公司的膜价格从1992年的400US$/m2已经下降为2000年的100US$/m2。尤其重要的是在同一时期，膜的更换费用占总投资的相对比例也从大约54％下降为大约9％。另一项研究中，Morimoyo等人（1988）在比较了负荷率和污泥排泥方案的影响后得出结论，在100m3/d的流量下，MBR污水厂需要减少20％的膜投资和18％的运行费用才能具有经济竞争力。
    MBR市场具有动态的特性，可以反映其污水处理厂实际造价的资料很少。但是也有人对此做过一些研究。Mallon等人（1999）报告了用中空纤维膜MBR处理设计流量为1800m3/d鸡肉加工污水的费用情况，而当前的实际情况是对该种废水预处理后排入下水道中。污水厂的基建费用为140万英镑，运行费用为0.183英镑/m3，投资回收期大约为3年。Judd（1997）报告说用浸没版框式膜系统处理城市污水造价指标比较高，1000m3/d的流量大约为110万～140万英镑。与膜的价格情况不同，MBR污水厂的处理费用呈现下降趋势。Davice等人（1998）计算了一个浸没式MBR污水厂，当最大流量从1400m3/d增至22500m3/d时，运行费用指标相应下降了50％。另一例报道是在一个60000m3/d的厌氧系统中，Pillay等人（1994）计算出在厌氧消化池外采用外置式膜系统比采用传统沉淀池节约基本投资27％。
    Davice等人（1998）比较了设计流量为2350人口当量和37500人口当量（p.e.）时MBR和活性污泥法污水厂的费用情况。2350人口当量时，MBR总造价为613000英镑，其中膜费用占78％。对于活性污泥法，土建费用和沉淀池费用与膜的费用相抵，结果活性污泥法污水厂是MBR污水厂总费用的160％。而在设计流量为37500人口当量时，土建费用和膜单元的费用之间因为规模效益的差别，致使活性污泥法系统的总造价仅为MBR污水厂的54％，大约为3900000英镑。
下表为活性污泥法污水厂与膜生物反应器之间的费用比较。费用中不包括建筑物、道路、围栅、输送泵、泵站、暴雨储存池、污泥处理以及远程计量装置。PST：初沉池，ASP：活性污泥污水厂，FST：二沉池

    有几项研究曾尝试确定MBR与传统工艺相比，仍然具有竞争力的最大规模。最大规模的确定对膜工艺的经济性有着重要影响，由此可以确定MBR系统的最大设计处理流量。在英国，污水处理厂设计执行的标准是3倍干季流量（这种流量主要由废水组成，不包括暴雨流量）。这意味着在长期运行过程中，若采用MBR工艺则只能利用MBR设施处理能力的一部分。Davices等人（1998）证明把设计流量标准减至2倍干季流量时，MBR的最大竞争流量可以从1200m3/d增到2200m3/d，甚至把所需的额外暴雨储存考虑进去时也是如此。与此相似，把膜的价格降低50％，在3倍干季流量标准下，最大竞争流量就会增加到2500m3/d。Ogoshi和Suzuki（1999）证明了与好氧生物滤池相比，临时安装的MBR装置的经济流量是<m3/d。毫无疑问，MBR的最大竞争流量一直在增长而且还会继续增长。Churchouse和Wildfoose（1999）报告说，目前正在考虑采用浸没式板框式膜系统处理污水的流量大于50000m3/d。