将厌氧膜生物反应器技术进行大规模工程化应用的最大挑战是“膜堵塞”或“膜污染”。使用气泡或流化颗粒活性炭冲洗膜表面，需要耗能0.2~0.6KWh/m3，基本与活性污泥法的能耗相当。
第二种技术是微生物电化学电池，其以微生物燃料电池的模式直接产生电力，或者在微生物电解电池中产生富含能量的化学物质，例如氢气。微生物电化学电池利用一些细菌的能力，当它们代谢有机物质时，通过其细胞膜将电子转移到外部的受体。如果传递到燃料电池的阳极，则电子可以传递电流。
微生物电化学电池产品——电或氢气——比甲烷更有价值，并且易于使用。但所涉及的反应过程缓慢(需要几天)。一个提议是将微生物电化学电池与厌氧膜生物反应器集成，以加速有机物质的转化，同时产生甲烷和电或氢。