Lý thuyết xử lý nước thải bằng bể Aerotank được nêu ra năm 1887 do nhà khoa học người Anh Dudin, nhưng mãi tới năm 1914 mới được áp dụng vào thực tế. Bể Aerotank là công trình làm bằng bê tông cốt thép, với mặt bằng thông dụng là hình chữ nhật. Nước thải chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí, khuấy nhằm tăng cường lượng khí oxy hòa tan và quá trình oxy hóa chất bẩn hữu cơ có trong nước.
Aerotank là bể oxy hoá được cấp khí cưỡng bức. Trong hệ thống, các vi sinh vật sinh trưởng, phát triển và tồn tại dưới dạng bông sinh học (bùn hoạt tính). Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và để đảm bảo oxy dùng cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ thì phải luôn luôn đảm bảo việc thoáng gió.
Trong quá trình oxy hoá các chất hữu cơ trong nước thải, lượng sinh khối được tạo thành, một phần bùn được tuần hoàn trở lại bể Aerotank để ổn định hàm lượng sinh khối trong bể, phần còn lại được đưa về bể xử lý bùn.
Hiệu suất xử lý nước thải trong hệ thống phụ thuộc vào thành phần,tính chất của nước thải, nhiệt độ, độ pH, sự có mặt của các nguyên tố dinh dưỡng,....
Độ ẩm của bùn hoạt tính khoảng 98 - 99%.
Phương pháp vận hành bằng bể Aerotanhk tương đối đơn giản, ổn định. Tuy nhiên, một hạn chế rất lớn của hệ thống này là chi phí cho cấp khí khá lớn. Mặc dù còn hạn chế, nhưng hệ thống Aerotank là hệ thống xử lý có hiệu quả và đã được sử dụng rộng rãi.
Để quá trình hoạt động của bể Aerotank đạt được hiệu quả cao nhất thì các yếu tố có ảnh hưởng kìm hãm đến quá trình phải được kiểm soát, loại bỏ đến mức tối đa các yếu tố có hại.
Các yếu tố có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả hoạt động của bể Aerotank là: Độ oxy hòa tan (DO), nhiệt độ, độ pH, hàm lượng sinh khối (MLSS), các chất độc, thành phần các chất dinh dưỡng như: Cacbon, Nitơ, Photpho,... và một số nguyên tố khoáng khác.
6