Учитывая остроту вопроса очистки воды, для строительства новых станций рекомендуется сочетать преимущества разных методов и конструкций, чтобы в результате получить наилучшее качество очистки воды при максимальной мощности работы комплекса.
Еще в 19 веке начали применять способ, основанный на естественных процессах очистки воды в природе — поля фильтрации. Сточные воды очищались, проходя через слой почвы, что позволяло их использовать затем в сельскохозяйственных целях. Затем стали использовать биофильтры. Это был резервуар, фильтром в котором работали колонии микроорганизмов. В результате жизнедеятельности этой биомассы окислялись и очищались загрязнения сточных вод.
Метод очистки сточных вод в аэротенках при помощи активного ила разработали в начале 20 века. Совокупность иловых микроорганизмов также способна поглощать органику. Активный ил представляет собой комочки и хлопья размером 3–150 мкм. Биоценоз активного ила представлен разными видами бактерий, простейших, дрожжей, водорослей.
Основное разрушение органических загрязнений осуществляется бактериями, которые используют органику загрязнений в качестве плодотворного материала для питания и размножения. Простейшие (разные виды инфузорий) поглощают большое количество бактерий, тем самым выполняя функцию регулировщиков их оптимального количества. Таким образом, они ускоряют осаждение ила, тем самым осветляют сточные воды. Вырабатываемые бактериями ферменты разрушают химические соединения загрязнений. Многоступенчатое ферментативное очищение происходит эффективнее при достаточном снабжении среды кислородом. Система аэрации, входящая в состав аэротенка, обеспечивает нужную скорость и уровень очистки воды.
Разработано несколько конструкций аэротенков, которые зависят от состава загрязнений, способа аэрации, производительность очистной станции. Прямоугольные аэротенки с пневматической аэрацией обычно применяются крупными очистными станциями.
Для небольших производственных потребностей больше подойдут башенные аэротенки, система аэрации для них более вариативна: пневматическая, механическая или комбинированная. Также конструкционно отстойник могут быть выполнены либо отдельным сооружением, либо исполнены одним строением и быть гидравлически связанным с аэротенком. Пространство внутри аэротенка-отстойника делится на аэрационную и отстойную зоны. Центральная аэрационная зона отделяется перегородками с отстойными зонами. В верхней части эти перегородки имеют переливные окна для отвода очищенной воды, отверстия в нижней части служат для циркуляции и удаления избыточного активного ила.
К достоинствам башенных аэротенков-отстойников относят циркуляцию активного ила без насосных установок и повышение дозы ила в аэротенке, что в свою очередь, дает увеличение очистной мощности сооружения в целом. Башенные аэротенки-отстойники подойдут для производственных предприятий или районов городов, где имеется потребность в очистке относительно небольших объемов сточных вод и, при этом, имеется дефицит территории для расположения комплекса очистных сооружений.
За рубежом башенные аэротенки-отстойники используются весьма активно, их эффективность проверена временем и различными территориальными, метеорологическими условиями применения.
В нашей стране исторически были распространены в использовании очистные сооружения подземного использования. Их строительство сопровождается значительными затратами на земляные работы, работы по дальнейшему обслуживанию и ремонту.
Использование для строительства башенного аэротенка-отстойника технологии сборных стальных резервуаров позволяет создать оптимальный баланс всех конструкционных преимуществ резервуарных сооружений и сооружений по очистке воды.