لاگونهای هوادهی ، استخرهایی هستند که در آنها اکسیژن به صورت مکانیکی تامین می گردد. عمق استخرهای مزبور عمدتا بین 2 تا 5 متر و زمان ماند هیدرولیکی در آنها در حدود 3 تا 10 روز می باشد. معمولا از هواده های سطحی ثابت و یا شناور جهت تامین اکسیژن مورد نیاز در این استخرها استفاده می گردد. از مزایای عمده این لاگونها نسبت به برکه های تثبیت ، نیاز به زمین کمتر به دلیل کاهش زمان ماند هیدرولیکی و ازدیاد عمق استخرها می باشد. سهولت نسبی ساخت استخرها و بهره برداری از این فرایند ، امتیاز مفیدی است که سبب گردیده در اغلب کشورهای توسعه یافته و یا در حال توسعه از این روش بیشتر از برکه های تثبیت استفاده گردد. این فرایند برای مناطق متراکم شهری و یا مناطقی که دارای محدودیت زمین می باشند ، توصیه نمی شود. بعلت تشابه زیاد سیستم با برکه تثبیت ، مقایسه و ارزیابی آن نسبت به برکه تثبیت انجام می گردد.

مزایای این سیستم عبارتند از:

- نیاز به زمین کمتر نسبت به برکه های تثبیت

- عدم آلودگی محیط، تولید بو و جذب حشرات در صورت راهبری صحیح نسبت به برکه های تثبیت

- حداقل بودن مشکلات مربوط به فن آوری لجن

معایب این سیستم ها عبارتند از:

- نیاز به تجهیزات و وسایل الکتریکی و مکانیکی نسبت به برکه های تثبیت

- نیاز به انرژی مصرفی قابل توجه نسبت به برکه های تثبیت

- تحمل پذیری کمتر نسبت به شوکهای وارده به سیستم نسبت به برکه های تثبیت

- عدم امکان حذف نیترات

به طور کلی سه نوع لاگون هوادهی متناسب با میزان انرژی اختلاط جهت معلق نگه داشتن محتویات داخل استخرها به شرح زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

الف-لاگون های هوادهی – اختلاط کامل (با برگشت لجن)

این لاگون ها به لحاظ عملکرد شبیه فرایند لجن فعال هوادهی گسترده می باشند. با این تفاوت که استخر هوادهی در این فرایند خاکی می باشد، در صورتی که در فرایند لجن فعال هوادهی گسترده حوضچه هوادهی به صورت بتنی ساخته می شود. در این نوع از لاگون های هوادهی قدرت هواده ها به اندازه ای انتخاب می شود که علاوه بر تامین اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم ها ، بتواند شرایط اختلاط کامل را نیز در لاگون به وجود آورد . در این فرایند زمان ماند هیدرولیکی بیشتر از فرایند لجن فعال هوادهی گسترده می باشد. در این سیستم ، مواد جامد معلق بیولوژیکی در داخل حوضچه ته نشینی که بعد از لاگون هوادهی قرار دارد ته نشین می شود و از کل لجن ته نشین شده مقداری از آن مجدداً به استخر هوادهی برگشت داده می شود و مقداری از لجن نیز به تاسیسات فرآوری لجن فرستاده می شود.

ب-لاگون های هوادهی Flow-Through با اختلاط جزئی

در این نوع از لاگون ها ، انرژی تامین شده توسط هواده ها به اندازه ای می باشد تا اکسیژن مورد نیاز برای میکروارگانیسم ها را بر مبنای میزان بار BOD5 تأمین کند . این انرژی باید به اندازه ای باشد که ضمن ایجاد شرایط هوازی در تمام حجم استخر ، غلظت اکسیژن محلول را نیز در سرتاسر لاگون در حد 1.5 تا 2 میلی گرم در لیتر ثابت نگه دارد . به عبارتی ، انرژی تامین شده به اندازه ای نیست که بتواند به طور کامل شرایط اختلاط کامل را در لاگون ایجاد کند و مقدار خیلی کمی از مواد جامد معلق ممکن است در خود لاگون هوادهی ته نشین شوند. به هر حال در طراحی این نوع از لاگون های هوادهی غالباً از این مقدار خیلی کم مواد جامد معلق که در لاگون هوادهی ته نشین می شود، صرف نظر شده و زمان ماند هیدرولیکی و زمان ماند جامدات تقریباً مساوی فرض می شوند. همچنین در این سیستم ها ، چون فاضلاب خروجی از لاگون حاوی غلظت بالایی از جامدات معلق می باشد لازمست از زلال ساز های متداول و یا لاگون های ته نشینی خاکی بعد از لاگون هوادهی به منظور جدا کردن این جامدات معلق استفاده شود. شایان توجه است که اگر زمین به اندازه کافی وجود داشته باشد، استفاده از لاگون های ته نشینی هم از جهت هزینه های ساختمانی و هم از جهت هزینه های فرآوری لجن، اقتصادی تر از حوضچه های ته نشین متداول خواهد بود. به طور کلی مهمترین عواملی که باید در طراحی لاگون های ته نشینی مورد توجه قرار گیرد عبارتند از:

انتخاب زمان ماند مناسب برای لاگون ته نشینی

درنظر گرفتن حجم کافی در لاگون ته نشینی برای ذخیره لجن ته نشین شده به مدت چند سال

کنترل رشد جلبک ها

کنترل تولید بو در نتیجه تجزیه بی هوازی لجن ته نشین شده در کف لاگون ته نشینی

بررسی نیاز به استفاده از پوشش عایق در کف لاگون ته نشینی با توجه به شرایط محلی

به طور معمول در بیشتر موارد حداقل زمان ماند در لاگون ته نشینی را یک روز در نظر می گیرند. در این حالت باید حتما طراحی به نحوی انجام گیرد که تجمع لجن در کف لاگون ته نشینی ، زمان ماند واقعی را به کمتر از این مقدار کاهش ندهد. اصولاً در لاگون های ته نشینی هر چه زمان ماند هیدرولیکی بیشتر انتخاب شود، غلظت مواد جامد معلق در فاضلاب خروجی از لاگون ته نشینی کمتر خواهد شد . لیکن بایستی به این مسئله نیز توجه داشت که اگر زمان ماند در لاگون ته نشینی بیشتر از 2 روز انتخاب شود ، احتمال رشد جلبک ها در لاگون ته نشینی افزایش خواهد یافت. لذا مقدار مناسب زمان ماند در لاگون های ته نشینی در حدود 1-2 روز می باشد. تحت شرایط بی هوازی در کف لاگون ته نشینی هرسال چیزی حدود 40 تا60 درصد VSS موجود در لجن ته نشین شده تجزیه می شود. لذا لجن خروجی از لاگون ته نشینی به نحو مناسبی تثبیت شده بوده و بعد از خارج شدن از لاگون ته نشینی فقط آبگیری شده و سپس دفع و یا مورد استفاده مجدد قرار می گیرد. از جمله مهمترین معایب لاگون های ته نشینی نسبت به حوضچه های ته نشینی متداو ل، امکان تولید بو و رشد جلبک در آنها می باشد. رشد جلبک در لاگون های ته نشینی می تواند با محدود کردن زمان ماند بیشتر از دو روز در لاگون ته نشینی نیاز باشد.، در این صورت چون فاضلاب خروجی از لاگون ته نشینی حاوی مواد معلق جلبکی می باشد بایستی از فیلترهای سنگی و یا ماسه ای به منظور حذف این مواد جامد معلق جلبکی استفاده شود. جلوگیری از تولید بو نیز در لاگون های ته نشینی می تواند به وسیله تأمین عمق فاضلاب به اندازه حداقل یک متر بر روی لایه لجن ته نشین شده در کف لاگون انجام پذیرد. در مناطق گرمسیر به منظور جلوگیری از تولید بو در لاگون ته نشینی عمق مزبور باید تا 2 متر افزایش یابد.

ج-لاگون های هوادهی اختیاری با اختلاط جزئی

در این لاگون ها معمولا مقدار انرژی مصرفی تنها تامین کننده غلظت اکسیژن محلول(DO) مورد نیاز در قسمت مایع لاگون می باشد. جامدات موجود در لاگون به حالت تعلیق نبوده و در کف لاگون ته نشین و به صورت بی هوازی تجزیه می گردند. این لجن ته نشین شده هر چند سال یکبار از لاگون خارج شده و بعد از آبگیری دفع می شود. این استخرها را استخرهای اختیاری هوادهی شده نیز می نامند.