膜组件（membrane module）是膜系统的最基本单元。这个看似很简单的组件，其实它的设计直接关系到整个膜系统的工作性能。在膜组件的设计中必须考虑以下因素。
1、膜组件的合理质量
膜组件在设计时要考虑到其安装、维护和运输时，操作人员可以承受的合理质量。膜组件越大，膜丝的数量就越多，通常膜架会更简洁。但是膜组件过大过重，会使操作人员难以驾驭，在安装时和出现故障时维护比较困难。在考虑膜组件的规格和质量时，要考虑一个操作人员或两个操作人员可以方便地安装与拆卸，也要考虑包装与运输中的便利与相关的尺寸要求。
2、膜组件的强度要求
膜组件在设计时，不能简单地只计算它正常使用时的机械强度，还要充分考虑膜组件在形成泥饼时的荷重以及在膜池检修时可能发生的工人踩踏等因素。当膜丝表面严重积泥时会在膜组件上形成相当结实的泥饼，其质量会达到膜丝质量的几倍。曾经有不少MBR现场在积泥的情况下膜组件发生严重变形和损坏，都是因为设计膜组件时缺少对实际应用状况的考虑。膜丝与固定膜丝的膜组件边框的连接方式非常重要。尤其是在膜组件的顶部，由于膜丝在水流和吹扫气的作用下在水中不断摆动， 膜丝与膜组件边框的连接和固定部位成为连续折弯的受力点，不要小觑这个折弯的力量，它一年会在同一部位重复数百万至数千万次。如果设计和处理不当，会在膜组件使用一段时间后因材料疲劳产生大量膜丝断裂或脱皮现象，因此在膜丝根部的柔性设计就显得至关重要。要使靠近膜丝与膜组件边框连接和固定的部位有一定长度的膜丝均参与膜丝的弯曲过程而不是集中于某一点，这样便可利用膜丝自身的柔韧性避免局部疲劳现象的发生。
