انتخاب روش های مناسب تصفیه به درجه تصفیه مورد نیاز و شرایط اقلیمی و اهداف تصفیه بستگی دارد
-    برکه های تثبیت فاضلاب
تاریخچه برکه های تثبیت به حدود 3000 سال پیش باز می گردد ولی اولین آمار ساختمانی سیستم های برکه ای به صورت تقریبا امروزی در ایالات متحده آمریکا در سالن آنتونیو تگزاس در سال 1901 بوده است. امروزه تقریبا 7000 سیستم برکه در ایالات متحده برای تصفیه فاضلاب شهری و تصفیه فاضلاب صنعتی تحت طیف وسیعی از شرایط محیطی از آب و هوای گرم تا سرد مورد استفاده قرار می گیرند. این سیستم ها یا به صورت منفرد یا در ترکیب با سایر سیستم ها در حال بهره برداری است. تقسیم بندی سیستم های برکه ای می تواند بر اساس انواع عمده واکنش بیو شیمیایی ، مدت و تناوب تخلیه پساب ، وجود یا عدم وجود پیش تصفیه قبل از برکه ، یا ترتیب بین واحد ها ی برکه ( در مورد برکه های چند تایی) باشد. ولی مهمترین تقسیم بندی برکه ها بر اساس نوع واکنش های بیولوژیکی غالب در برکه است بر این اساس برکه ها به سه نوع زیر تقسیم بندی می شوند.
1-    برکه های بی هوازی، 2 – برکه های اختیاری و 3- برکه های هوازی
1-    برکه های بی هوازی
در برکه های بی هوازی فرآیندهای تصفیه فاضلاب در غیاب اکسیژن محلول صورت می پذیرد و غالب میکروا
رگانیسم های موجود در این برکه ها بی هوازی هستند. البته قسمت کمی ازبا کتری های موجوددر این برکه ها هوازی اختیاری هستند که اکسیژن مورد نیاز خود را از ترکیباتی نظیر نیترات ها و سولفات ها تامین می کنند. در برکه بی هوازی،مواد آلی فاضلاب به co2 و ch4 و سایر محصولات گازی شکل و اسیدهای آلی و  بافت های سلولی تبدیل می شوند.
برکه های بی هوازی بیشتر در مواقعی که بار آلی فاضلاب بالا باشد مانند برخی فاضلاب های صنعتی به عنوان واحد پیش تصفیه مورد استفاده قرار می گیرند . ولی استفاده از برکه های بی هوازی به عنوان تصفیه مقدماتی برای تصفیه فاضلاب های شهری نیز در برخی از کشورها متداول و رایج می باشد. مقدار بار سطحی در برکه های بی هوازی نسبتا زیاد است و به حدود 200-500 کیلوگرمBOD  بر هکتار می رسد. وجود بار آلی بالا در برکه موجب می شود که سرعت مصرف اکسیزن از سرعت نفوذ آن که از طریق اتمسفر وارد برکه می شود بیشتر شود و در نتیجه شرایط بی هوازی در برکه برقرار بماند. عمق برکه های بی هوازی 5/2 تا 5 میلیمتر و یا 6 متر است. در این شرایط عملا تمام حجم استخر ( به استثنا قشر نازکی از سطح که مجاور هوا است) در شرایط بی هوازی است. انتخاب عمق زیاد در برکه های بی هوازی به دو دلیل عمده صورت می گیرد:

1-    افزایش عمق باعث کاهش سطح برکه های بی هوازی شده وبه این ترتیب امکان نفوذ اکسیژن هوا از سطح به داخل برکه در اثر جریان باد کاهش می یابد و از طرفی امکان نفوذ نور خورشید و رشد جلبک ها تا حد زیادی تقلیل می یابد . که این امر به حفظ شرایط بی هوازی در برکه کمک می کند.
2-    در مناطق سردسیر افزایش عمق و کاهش سطح برکه به حقظ شرایط اپتیمم حرارتی در برکه کمک می کند و در حقیقت سطح تماس و تبادل حرارتی بین برکه و هوای سرد کاهش می یابد. زمان ماند برکه های بی هوازی بین 1 تا 20 روز و در برخی منابع تا 50 روز نیز عنوان گردیده است.

1-    برکه های بی هوازی دارای بیشترین امتیاز جهت تصفیه مقدماتی فاضلاب های قوی هستند که غلظت مواد جامد در آنها بالا می باشد . مواد جامد آلی در کف برکه ، محلی که این مواد به صورت بی هوازی هضم می شوند ته نشین می گردد و فاضلاب نسبتا شفافی که مواد جامد آن ته نشین شده است جهت تصفیه کاملتر به برکه اختیاری بعدی هدایت می شود.
2-    سطح زمین مورد نیاز این برکه ها در مقایسه با سایر روش های تصفیه طبیعی بسیار کمتر است .
3-    فاضلاب تصفیه شده خروجی از این برکه ها بر روی رفتار برکه های اختیاری موثر است و مقدار بار آلی را روی برکه های اختیاری کاهش داده و طبیعت م
واد جامد قابل ته نشینی راتغییر می دهد . لجن ایجاد شده در یک برکه اختیاری که بعد از برکه بی هوازی قرار می گیرد دارای پتانسیل تخمیر کمتری خواهد بود و بنابراین در فصل تابستان لجن کمتری به سطح برکه خواهد آمد.
علاوه بر این لجن تمایل به دانه دانه شده داشته و هنگام بالا آمدن به سطح شکسته می شود. در حالیکه در استخرهای اختیاری که فاضلاب خانگی خام را دریافت می کنند مقدار زیادی لجن چسبیده تولید می گردد.         
4-    در صورت استفاده از برکه بی هوازی قبل از برکه اختیاری مجموع زمان ماند کلی در برکه ها به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.
5-    برکه بی هوازی به عنوان یک واحد پیش تصفیه در مقایسه با روش های معمول تصفیه فاضلاب نقش فرآیند های زیر را دارد:
-    ته نشینی
-    تغلیظ لجن
-    تصفیه و هضم بی هوازی
-    خروج گاز متان
-    تخلیه و خشک کردن لجن

عیب اصلی استفاده از برکه های بی هوازی تولید بوی نا مطبوع (شبیه تخم مرغ گندیده) مخصوصا هیدروژن سولفوره*(H2S) می باشد. در گذشته با وجود طرح مهندسی این برکه ها به علت انتشار بوی شدید برکه های بی هوازی طرفدار چندانی نداشت ولی در حال حاضر رابطه بین تولید بو و بار آلی با دلایل کافی به خوبی درک شده است. بنابراین رفع این مشکل معمولا توسط طراحی صحیح امکان پذیر است.
دلایل ایجاد بو در برکه های بی هوازی
1-    تغییر ناگهانی درجه حرارت
2-    تغییر ناگهانی PH و تبدیل حالت قلیایی به حالت اسیدی
3-    ورود مواد سمی همراه با فاضلاب
4-    به هم خوردن نسبت بهینه F/M در برکه های بی هوازی
5-    افزایش بار حجمی برکه به بیش از 400 گرم BOD بر متر مکعب در روز

2-برکه های اختیاری ( فاکولتاتیو)

در برکه های اختیاری هر دو واکنش های هوازی و بی هوازی مورد نظر می باشد. به برکه های اختیاری برکه های دوزیستی یا برکه های هوازی – بی هوازی نیز گفته می شود. در قسمت بالای برکه به علت فعالیت فتوسنتزی جلبک ها و همچنین نفوذ اکسیژن هوا در اثر وزش باد حالت هوازی وجود دارد و باکتری های هوازی فعالیت می کنند. در قسمت پایین برکه و در منطقه لجن حالت کاملا بی هوازی وجود دارد و باکتری های بی هوازی فعالیت می کنند. در قسمت میانی نیز باکتری های اختیاری فعالیت دارند . البته ضخامت لایه های مختلف در برکه های اختیاری بسته به شرایط محیطی از قبیل شب و روز ، درجه حرارت ، تابش نور خورشید، خصوصیات فاضلاب، وزش باد و غیره دایما تغییر می کند. برکه های اختیاری با عمق حدود 1 تا 5/2 متر ساخته می شوند و به دو نوع تقسیم می شوند:
برکه های اختیاری اولیه که فاضلاب خام دریافت می کنند و برکه های اختیاری ثانویه که فاضلابی که عمل ته نشینی روی آن صورت گرفته است ( معمولا فاضلاب خروجی از برکه های بی هوازی) را دریافت می کنند. این برکه ها برای حذف BOD با بار سطح کم(100 تا 500 کیلوگرم BOD بر هکتار در روز) طراحی می شوند تا شرایط مناسب برای یک جمعیت سالم جلبکی فراهم آید .

در طی عبور فاضلاب از یک برکه اختیاری تغییرات زیر ممکن است مشاهده شود:
الف) مواد جامد قابل ته نشینی ، در کف برکه ته نشین شده و تشکیل قشری از لجن در ته استخر می دهند.
ب) در بالای لایه بی هوازی لجن، یک ناحیه بینابینی وجود دارد که در برخی اوقات اکسیژن محلول در آن وجود دارد که از لایه بالایی به آن تغذیه می گردد. رنگ ناحیه بینابینی به علت وجود جلبک ها متمایل به سبز است.
ج) لایه بالایی یک محیط کشت طبیعی برای جلبک هاست و به عنوان یک سیستم هوادهی عمل نموده و اکسیژن را برای لایه هوازی و بینابینی تامین می کند. غلظت اکسیژن با عمق و زمان (روز) در تغییر است . در شب تولید اکسیژن وجود ندارد.
د) جلبک ها در لایه بالایی بطور مشترک با باکتری ها در یک رابطه همزیستی ( هم افزایی)  وجود دارند.
ه) در طول فرآیند تثبیت ، بیشتر مواد آلی قابل تجزیه عمدتا به مواد آلی در بافت زنده به جلبک ها، باکتری ها، پروتوزوئر ها و غیره تبدیل می شود.
و) رنگ پساب خروجی از برکه های اختیاری که از سطح گرفته می شود به دلیل وجود جلبک ها شدیدا سبز رنگ است. همچنین حاوی سایر موجودات زنده نظیر سخت پوستان ریز ، باکتری ها و روتیفرها بوده و دارای مقادیر زیادی اکسیژن محلول است.

3- برکه های هوازی

همانطور که از نام برکه های هوازی مشخص است عمده فعل و انفعالات بیولوژیک تصفیه فاضلاب در این برکه ها به صورت هوازی صورت می گیرد. اکسیژن مورد نیاز برای واکنش های هوازی صورت می گیرد . اکسیژن مورد نیاز برای واکنش های هوازی عمدتا از طریق عمل فتوسنتز که به وسیله جلبک ها صورت می گیرد و در صد کمی نیز از طریق نفوذ اکسیژن هوا به داخل آب و تلاطم سطح آب در اثر وزش باد تامین می شود.
عمق برکه های هوازی حدود 3/0 متر در نظر گرفته می شود و بندرت از 80 سانتیمتر تجاوز می کند. البته برخی منابع حداکثر عمقرا 5/1 متر ذکر کرده اند . تنها در لایه بسیار نازکی از لجن که در کف برکه ته نشین شده است ممکن است فعل و انفعالات بی هوازی صورت گیرد . ولی به علت غلبه فعالیعت های هوازی ، لایه نازک لجن در صورتی که به صورت بی هوازی عمل کند از نظر پیدایش بو ایجاد اشکال خواهند نمود.
چون عمل فتوسنتز که مهمترین منبع تامین اکسیژن محلول در برکه های هوازی است در هنگام روز در اثر تابش نور خورشید به وقوع می پیوندد، باید انتظار داشته باشیم میزان اکسیزن محلول برکه هوازی در هنگام روزبه مقدار اشباع یا فوق اشباع برسد.
ولی در هنگام شب که گیاهان آبزی، باکتری ها و جلبک ها اکسیژن مصرف می کنند به مرور اکسیژن محلول برکه هوازی کاهش خواهد یافت .
بازده حذف BOD در برکه های هوازی حدود 80% می باشد و در شرایط خاص ممکن است به 90% نیز برسد.
میزان تولید  سلول های جدید در جریان تصفیه فاضلاب 40 تا 60 درصد BOD یا COD  حذف شده در برکه است.
به علت فعل و انفعالات پیچیده تصفیه در برکه های هوازی تا کنون طراحی آن ، آنطور که باید و شاید مورد توجه قرار نگرفته است و روش طراحی برکه های هوازی توسعه زیادی نیافته است.
طراحی برکه های هوازی بر مبنای سه اصل صورت می گیرد:
1-    عمق حداقل و تولید حداکثر جلبک.
2-     متعادل ساختن و کاهش BOD و کنترل پاتوژن ها.
3-    عمل اختلاط مکانیکی یا هوادهی برای حمایت فعالیت هوازی باکتری ها.