Механизм изъятия органических веществ из сточной воды и их потребление микроорганизмами схематично может быть представлен тремя этапами:
1 этап - массопередача органического вещества из жидкости к поверхности клетки. Скорость протекания этого процесса определяется законами молекулярной и конвективной диффузии веществ и зависит от гидродинамических условий в аэротенке. Оптимальные условия для подведения загрязнений и кислорода создаются посредством эффективного и постоянного перемешивания содержимого аэротенка. Первый этап протекает быстрее последующего процесса биохимического окисления загрязнений.
2 этап - диффузия через полупроницаемые мембраны в клетке или самого вещества или продуктов распада этого вещества. Большая часть вещества попадает внутрь клеток при помощи специфического белка-переносчика, который образует комплекс, диффундирующий через мембрану. Затем комплекс распадается, и белок-переносчик возвращается в новый цикл переноса.
3 этап - метаболизм органического вещества с выделением энергии и образованием нового клеточного вещества. Превращение органических соединений носит ферментативный характер. Конечными продуктами распада являются такие вещества, как нитраты, сульфаты, двуокись углерода, вода.
Определяющими процессами для технологического оформления очистки воды являются скорости изъятия загрязнений и скорость разложения этих загрязнений. Активный ил в контакте с загрязненной жидкостью в условиях аэрации проходит следующие фазы развития.
Сооружения для предварительной механической очистки сточных вод. Решетки и процеживатели
Для удаления из воды наиболее крупных загрязнений используются решетки и сита. Решетки обычно выполняют роль защитных сооружений и служат, в основном, для извлечения крупных отходов производства (мездра, бумага, тряпье, обломки древесины, камни, мусор), попадание которых в последующие очистные сооружения может вызвать засорение труб и каналов, а также нарушение нормальной работы или поломку движущихся частей оборудования.
Решетки подразделяются на неподвижные, подвижные и совмещенные с дробилками (комминуторы). Они могут быть с механической или ручной очисткой, устанавливаться вертикально или наклонно, под углом 60о. Решетки изготовляют из металлических стержней различной формы, чаще всего круглой или прямоугольной. Ширину зазоров (прозоров) между ними принимают от 15 до 20 мм, стандартные прозоры равны 16 мм.
Очистку решеток от задержанных загрязнений можно производить вручную, если количество уловленных загрязнений не превышает 0,1 м3/сут, и механическими граблями. Грабли можно устанавливать перед решеткой и после нее. Уловленные на решетках загрязнения измельчают в специальных дробилках и возвращают в поток воды перед решеткой.
Наибольшее применение получили решетки следующих типов: решетки механические унифицированные РМУ, поворотные МГТ, малогабаритные вертикальные РМВ, комбинированные решетки-дробилки типов РД и КРД. Схемы решеток простейшего типа
Скорость движения воды в прозорах механизированных решеток принимают 0,8-1,0 м/с, во избежание продавливания отбросов. Суммарная площадь живого сечения решеток Fc определяется:
где Qmax - максимальный расход сточных вод; Vр - скорость движения воды в
прозорах решетки.
Общая
ширина решетки: 
где S - толщина стержня решетки; n - число стержней; в - ширина прозора между стержнями.
Потери напора в решетке можно определить по формуле:
где k - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора из-за засорения решетки, k=3; ξ- коэффициент сопротивления, зависящий от формы стержней; V - скорость движения воды перед решеткой, (0,7 – 0,8 м/с).
Решетки размещают в отдельных отапливаемых и вентилируемых помещениях, снабженных грузоподъемными приспособлениями.
Решетки-дробилки совмещают функции решетки и дробилки, применяются для задержания и дробления отходов без извлечения их из потока сточной воды. Схема решетки-дробилки типа РД
Решетка-дробилка состоит из левого барабана с режущими пластинами и резцами, корпуса с трепальными гребнями и приводного механизма. Сточная вода поступает на вращающийся барабан с щелевидными отверстиями, проходит внутрь барабана (скорость 1,2 м/с) и движется далее вниз к выходу из решетки-дробилки. Крупные фракции загрязнений задерживаются на перемычках между щелевыми отверстиями барабана и транспортируются при вращении барабана к трепальным гребням, закрепленным на неподвижном корпусе. Такая конструкция является компактной, а процесс можно полностью автоматизировать. Решетки-дробилки задерживают и дробят отбросы в потоке воды, в результате чего отпадают процессы транспортирования их к дробилке и улучшаются санитарные условия.