A disponibilidade de nutrientes e da energia luminosa da radiação solar possibilita a produção fotossintética de algas, e conseqüentemente, a produção do oxigênio necessário aos organismos aeróbios dispersos no meio líquido e decompositores da matéria orgânica solúvel e finamente particulada. A matéria orgânica particulada sedimenta-se no fundo da unidade e é estabilizada anaerobiamente. A camada de lodo cresce muito lentamente, devida somente aos sólidos sedimentados e não decompostos anaerobicamente; a remoção de lodo ocorre em períodos da ordem de 20 anos. O processo requer grandes áreas superficiais para a exposição ao sol, tornando-se somente aplicável para vazões não muito elevadas. As lagoas de estabilização basicamente consistem em obras de terra de grande porte; o processo praticamente não requer intervenção operacional. A profundidade das lagoas de estabilização varia entre 1,5 m e 2,0 m. A lagoa facultativa do CESA/UFRJ apresenta as seguintes dimensões: extensão de 14,00 m, largura de 4,00 m e profundidade de 2,00 m. Os taludes internos, revestidos em concreto, e externos apresentam respectivamente as seguintes declividades: 1:2 e 1:5. A lagoa facultativa é dotada de um vertedor ajustável que permite a variação da profundidade útil entre 1,50 m e 1,70 m.

As lagoas de maturação, também denominadas lagoas de polimento, objetivam principalmente a desinfecção do efluente das lagoas de estabilização. Apresentam profundidades da ordem de 1,0 m, a qual permite a eficaz ação dos raios ultra-violeta sobre os organismos presentes em toda a coluna d´água. A lagoa de maturação do CESA/UFRJ apresenta as seguintes dimensões: extensão de 9,00 m, largura de 4,00 m e profundidade de 1,50 m. Os taludes internos, revestidos em concreto, e externos apresentam respectivamente as seguintes declividades: 1:2 e 1:5. A lagoa aerada é dotada de um vertedor ajustável que permite a variação da profundidade útil entre 0,80 m e 1,30 m.

As lagoas aeradas assemelham-se construtivamente às lagoas de estabilização facultativas. No entanto, Dependem da introdução artificial do oxigênio requerido pelos organismos decompositores da matéria orgânica solúvel e finamente particulada. A energia de aeração também possibilita a manutenção da massa líquida em total suspensão, e a conseqüente formação de flocos biológicos, para posterior separação na unidade seguinte de sedimentação. A remoção de lodo ocorre em períodos de poucos anos. Nas lagoas aeradas são admitidas profundidades de até 3,0 m, definidas em função da aplicação dos dispositivos de aeração e misturação. A lagoa aerada do CESA/UFRJ apresenta as seguintes dimensões: extensão de 11,00 m, largura de 4,00 m e profundidade de 2,50 m. Os taludes internos, revestidos em concreto, e externos apresentam respectivamente as seguintes declividades: 1:2 e 1:5. A lagoa aerada é dotada de um vertedor ajustável que permite a variação da profundidade útil entre 2,10 m e 2,30 m. O sistema de aeração consiste em um aerador tipo jato, dotado de uma bomba de recirculação de 1,0 cv. A lagoa de sedimentação apresenta as seguintes dimensões: extensão de 3,00, largura de 4,00 m e profundidade de 2,50 m. Os taludes internos, revestidos em concreto, e externos também apresentam as declividades de 1:2 e 1:5. A profundidade da lagoa de sedimentação é variável em função da variação da profundidade da lagoa aerada.