Процесс очистки в биологических прудах складывается из нескольких самостоятельных и взаимосвязанных процессов: механического осаждения, биофлокуляции, аэробного окисления, анаэробного распада, метанового брожения, фотосинтеза и др. Все факторы, влияющие на процесс самоочищения в водоемах, в той или иной степени оказывают воздействие и на процесс очистки в прудах. К основным экологическим факторам, определяющим условия жизни микро и макроорганизмов в прудах, относятся следующие: количество и качество поступающего загрязнения, кислородный режим пруда, климатические условия. Под влиянием этих факторов формируется биоценоз пруда. В настоящее время биопруды используются как для очистки сточных вод, так и для доочистки воды после механической и биологической очистки. Количество поступающего в пруды загрязнения принято выражать в кг БПК или м³ сточных вод на единицу поверхности пруда в сутки. Нагрузка влияет на газовый режим водоема и в зависимости от ее величины различают анаэробные, факультативные и аэробные пруды.

В анаэробных прудах основной агент очистки – бактерии, значительную роль играет процесс метанового брожения. Процессы окисления идут в присутствии органических веществ и недостатка кислорода. Бактерии для обеспечения своей жизнедеятельности вынуждены перерабатывать большие количества субстрата. Поэтому в анаэробных условиях в сутки перерабатываются сотни кг БПК на площади 1 га. Анаэробные процессы в прудах сопровождаются выделением десятки м³ дурнопахнущих газов. По этой причине анаэробные пруды в н.в в РФ не используются.

Факультативно-аэробные или аэробно-анаэробные пруды распространены в н.в наиболее широко. Нагрузка в них от нескольких кг до 200-3000 кг БПК/га в зависимости от климатических условий и требований к качеству очищаемой воды. Основной источник кислорода в аэробно-анаэробных прудах- фотосинтез, причем, характерно резкое отличие содержания кислорода в оде в дневное и ночное время. Днем вода обогащается кислородом за счет фотосинтеза, а ночью кислород потребляется в процессе дыхания животных и растений. Биоценоз этих прудов богат и разнообразен. Основная роль в нем принадлежит противококковым водорослям и различным бактериям. Помимо них в прудах присутствует микро и макрофауна: простейшие, черви, рачки, коловратки, насекомые и другие животные.

Аэробные пруды – сооружения, в воде которых имеется высокая концентрация кислорода, поддерживаемая за счет искусственной аэрации. Эти пруды рассчитаны на кратковременное пребывание (1-3 суток) и позволяют доводить нагрузку до 300БПК/га в сутки. Устройство и эксплуатация их сложнее, чем первых двух типов прудов.

Применение прудов в практике очистки сточных вод помимо своей основной задачи может служить методом утилизации органических веществ, содержащихся в сточных водах, путем сбора биомассы водорослей, которые являются высококалорийным дешевым кормом для крупнорогатого скота.

Особую роль играют биопруды в практике доочистки сточных вод, так как в воде после БОС остаются соединения, препятствующие их выпуску в водоем. Чем меньше концентрация вещества в воде, тем труднее его удалить. Например, очищаемой вода содержащая фенол, не допускается к выпуску, если концентрация его после смешения очищенной воды с водой водоема превышает 0.001 мг/л. Необходимо добиваться в процессе очистки снижения содержания фенола ниже 0.001 мг/л. Известно, что чем меньше вещества в очищаемой воде, тем медленнее идут процессы их окисления. Кислород при этом перестает быть лимитирующим фактором в процессе очистки и аэрации сточной воды, очищенной до БПК 15-20 мг/л. В этом случае необходима доочистка в прудах с длительным временем пребывания воды.