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Utilizadas para remoção de organismos patogênicos, particularmente coliformes fecais. Possuem profundidade de 0,60 a 1,50 m e tempo de detenção variando de acordo com sua forma geométrica e a eficiência requerida. Para aumentar sua eficiência são projetadas em sistemas compostos por três ou quatro lagoas de maturação em série ou lagoa de maturação única com chicanas, sendo recomendados tempos de detenção de 3 a 5 dias para cada lagoa em série ou 10 a 20 dias em lagoas com chicanas.

Utilizadas no tratamento de esgotos domésticos e de despejos industriais com elevado teor de substâncias biodegradáveis, através de floculação biológica, sem retenção de biomassa. O suprimento de oxigênio é realizado por equipamentos e a separação de sólidos pode ser realizada em lagoas de decantação dimensionadas para tempo de detenção em torno de 2 dias e com profundidade entre 3,00 e 4,00 m. Devido ao elevado nível de aeração é possível garantir a oxigenação e a permanência dos sólidos em suspensão no meio líquido, o que resulta em maior eficiência do sistema devido ao maior contato entre a matéria orgânica e bactérias, permitindo uma redução da área necessária para tratamento. O tempo de detenção varia de 2 a 4 dias. A eficiência na remoção de DBO é de 75 a 85% e de SS é de 80 a 87%.

Têm o mesmo processo de tratamento da lagoa facultativa, entretanto o fornecimento de oxigênio é realizado através de equipamentos de aeração superficial ou ar difuso, o que possibilita unidades com profundidades entre 2,50 a 4,00 m e resulta na decomposição da matéria orgânica em menor tempo, sendo o tempo de detenção da ordem de 5 a 10 dias e consequentemente redução da área necessária. Parte dos sólidos do esgoto sedimenta formando o lodo de fundo. A eficiência na remoção de DBO é de 75 a 85% e de SS é de 70 a 80%.

Realizam a estabilização da matéria orgânica sem a existência de oxigênio dissolvido, através de digestão ácida e fermentação metânica. A digestão ácida é realizada pelos microrganismos facultativos e bactérias acidogênicas sendo produzidos material celular e compostos mal cheirosos (gás sulfídrico, mercaptanas). A fermentação metânica é realizada pelas bactérias anaeróbias e metanogênicas que transformam os ácidos formados na etapa anterior em metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), nessa etapa os maus odores desaparecem e há formação de escuma cinzenta. As lagoas anaeróbias possuem profundidade elevada, de 3,00 a 5,00 m, impedindo que haja a fotossíntese e o tempo de detenção para esgoto doméstico é de 2 a 5 dias para minimizar problemas de odor. No sistema de lagoas em série, denominado Sistema Australiano, as lagoas anaeróbias são utilizadas a montante da lagoa facultativa e dessa maneira diminuem a área necessária para tratamento e melhoram a capacidade de absorver cargas de choque, sendo verificada eficiência na remoção de DBO de 75 a 85% e de SS de 70 a 80%.

Esse processo tem como finalidade a estabilização da matéria orgânica através da oxidação bacteriológica (oxidação aeróbia ou fermentação anaeróbia) e/ou redução fotossintética das algas, para isso utiliza lagoas naturais ou artificiais onde prevalecem condições físicas, químicas e biológicas que caracterizam a autodepuração.

Utilizadas como pós-tratamento de efluentes tratados de estações de tratamento de esgotos, em especial de reatores anaeróbios, para a remoção de organismos patogênicos e matéria orgânica.

O processo mais simples dentre os diversos tipos de lagoas de estabilização, pois depende apenas de fenômenos naturais e dessa maneira apresenta tempo de detenção bastante elevado, normalmente superior a 20 dias, podendo chegar a 45 dias, para a estabilização da matéria orgânica, resultando na necessidade de grandes áreas para as lagoas. Parte da matéria orgânica presente no esgoto sedimenta formando o lodo de fundo, que será decomposto por microrganismos anaeróbios. A matéria orgânica dissolvida permanece dispersa na massa líquida e será decomposta por bactérias facultativas, que utilizam a matéria orgânica como fonte de energia através da respiração. O oxigênio necessário para a respiração aeróbia é suprido através da fotossíntese das algas, sendo utilizado como fonte luminosa o sol, sendo assim, sua profundidade varia de 1,50 a 2,00 m. A eficiência na remoção de DBO é de 75 a 85% e de SS é de 70 a 80%.