Сохранение «свежей» сточной воды при осветлении основывается на полном осаждении взвешенных веществ в течение короткого промежутка времени (как правило, 2 ч). Если за это время сточная вода освобождается от взвешенных веществ, она может подвергаться дальнейшей биологической обработке, причем не происходит ее загнивания, как это бывает в многокамерных септиках. Тем самым устраняется сложный переход от фазы брожения к фазе аэробного разложения, который имеет место, например, в септиках с подключенной к ним установкой подземной фильтрации.
Осевший в отстойниках осадок подвергается разложению в специальной иловой камере в отсутствие кислорода воздуха с участием метановых бактерий. Большинство разработанных конструкций при залповом поступлении сточных вод в отстойник не позволяет полностью предотвратить их попадание в иловую камеру. В результате происходит нежелательное смешивание поступающей в отстойник свежей сточной воды с уже загнивающим илом подобно тому, как это бывает в ранее описанных многокамерных септиках.
Тем самым эффект сохранения «свежей» воды прекращается, и многоярусный отстойник работает аналогично септику. Однако даже в этом случае по своей эффективности такие отстойники ни в чем не уступают септикам, если для них предусматривать такие же размеры. Было проведено много исследований с целью добиться сохранения «свежей» сточной воды с помощью хорошо продуманной конструкции двухъярусных отстойников (название этих отстойников объясняется расположением отстойной части над иловой камерой).
В некоторых случаях при надлежащем обслуживании отстойников это почти удается сделать. Под надлежащим обслуживанием подразумевается, во-первых, систематический выпуск ила через определенные, однако не слишком большие промежутки времени, во-вторых, регулярное удаление плавающих веществ из отстойной части. Последнюю операцию следует выполнять каждые две недели во избежание неполадок в работе, выражающихся в образовании обратного подпора в приточном трубопроводе, что может вызвать его засорение.
При надлежащем обслуживании двухъярусные отстойники могут успешно применяться для удаления взвешенных веществ из сточных вод, т. е. для механической очистки последних перед последующей основной биологической очисткой. Вследствие малой продолжительности пребывания воды в отстойниках и частого удаления ила емкость этих отстойников может быть меньшей, чем у септиков. Объем верхней отстойной части определяют из расчете 30 л, а нижней иловой камеры— из расчета 60 л на человека. Объем всплывающих веществ определяется из расчета 30 л на человека. Следует заметить, что в настоящее время наблюдается переход от многочисленных конструкций, в той или иной степени отличающихся друг от друга, к прежним конструкциям в той первоначальной форме, в какой они существовали еще несколько десятилетий назад. Так, посередине круглых в плане отстойников устраивается широкий желоб, днище которого представляет собой две круто наклоненные друг к другу плоскости. Внизу эти плоскости не полностью примыкают одна к другой, оставляя щель по всей длине желоба шириной не менее 12 см, через которую осадок попадает в иловую камеру. Нижние грани должны перекрывать одна другую настолько, чтобы поднимающиеся вверх частицы ила не могли попасть из иловой камеры в отстойную часть. Для обеспечения доступа к любому участку водной поверхности, что имеет важное значение при эксплуатации, по всей площади двухъярусных отстойников устраивается съемное перекрытие.