بِرَك تثبيت المُخلَّفات السائلة (الأكسدة) Waste Stabilization Ponds هي مُسطّحات مائية كبيرة من صُنع الإنسان ، يُمكن الانتفاع بالبِرَك باستخدام كل بركة على حدةٍ، أو باستخدامهم مُتصلين على هيئة سلسلة لتحسين عملية المُعالجة. هُناك ثلاثة أنواع من البِرَك:
[1] البِرَك اللاهوائية Anaerobic،
[2] بِرَك الأكسدة الاختيارية (الهوائية - اللاهوائية) Facultative،
[3] البِرَك الهوائية وتعرف ببرك الإنضاج Maturation،
ولكُل منها خصائص مُختلفة فى التصميم وكيفية المُعالجة.

لتطبيق أفضل مُعالجة من حيث الفعالية، يجب أن تكون بِرَك تثبيت المُخلّفات السائلة (الأكسدة) مُتّصلة في سلسلة من ثلاث بِرَك أو أكثر، حيث تمر التدفُّقات السائلة الخارجة من البركة اللاهوائية إلى بركة الأكسدة الاختيارية، و تصل في النهاية إلى البركة الهوائية.وتعمل البركة اللاهوائية كمرحلة المُعالجة الابتدائية حيث تُقلل الحِمل العضوي في مياه الصرف، وتعمل على  إزالة المواد الصلبة والاحتياج الحيوي للأكسجين (BOD) بفِعل الترسيب  بالاضافة الى عملية الهضم اللاهوائي داخل الحمأة؛ فالبكتيريا اللاهوائية تُحوِّل الكربون العضوي إلى غاز الميثان، ومن خلال هذه العملية تزيل ما يصل إلى (60%) من الاحتياج الحيوي للأكسجين (BOD). في سلسلة من بِرَك تثبيت المُخلّفات السائلة ، تنتقل التدفقات السائلة الخارجة من البِركة اللاهوائية إلى بركة الأكسدة الاختيارية، حيث تجري إزالة المزيد من الاحتياج الحيوي للأكسجين (BOD). تستقبل الطبقة العليا من البِركة الأكسجين من الانتشار الطبيعي للهواء، واختلاط الرياح مع المياه،  بالاضافة الى التمثيل الضوئي للطحالب. وتكون الطبقة السفلية محرومة من الأكسجين، بالتالي تصبح فقيرة من الأكسجين (لاأكسجينية) أو لاهوائية، وتتراكم المواد الصلبة القابلة للترسّب في قاع البركة حيث يتم هضمها، وتعمل الكائنات الحية الهوائية واللاهوائية معًا لتحقيق انخفاض في نسبة الاحتياج الحيوي للأكسجين (BOD) قد يصل إلى (75%). البرك اللاهوائية وبرك الأكسدة الاختيارية مُصمّمة لإزالة الاحتياج الحيوي للأكسجين (BOD)، في حين أنَّ البِرَك الهوائية مُصمَّمة لإزالة مُسببات الأمراض. وعادةً ما يُشار إلى البِرَكة الهوائية ببركة الإنضاج، أو بركة الترسيب النهائي، أو البركة النهائية لأنَّها عادةً ما تكون الخطوة النهائية في سلسلة من برك المُعالجة وتحقق المُستوى النهائي من المُعالجة، وهي أقل البرك عمقًا؛ لتضمن اختراق ضوء الشمس لكامل المياه  من أجل حدوث عملية التمثيل الضوئي للطحالب الذي يُطلق الأُكسجين إلى الماء، وفي نفس الوقت يستهلك ثاني أُكسيد الكربون الناتج عن عملية تنفس البكتريا. ولأنَّ التمثيل الضوئي يعتمد على ضوء الشمس، فإنَّ مُستويات الأُكسجين الذائب تكون في أعلى درجاتها أثناء النهار وتنخفض في الليل. ويتوفر الأُكسجين الذائب أيضًا بفِعل حركة الرياح الطبيعيه مع المياه.

اعتبارات التصميم

تُنشأ البِرَك اللاهوائية بعمق يتراوح بين 2 إلى 5 أمتار، ولها زمن بقاء (احتفاظ) قصير نسبيًّا يتراوح ما بين يوم واحد إلى سبعة أيَّام. أما بِرَك الأكسدة الاختيارية فيجب أن تَكون مبنية بعمق يتراوح بين 1 إلى 2.5 مترًا ولها زمن احتفاظ بين  5 ايام الى شهر . ومن الممكن أن تتحسن فعاليتها بتركيب أجهزة التهوية الميكانيكية. البِرَك الهوائية عادةً ما تتراوح أعماقها ما بين 0.5 إلى 1.5م، وإذا استُخدِمت مدمجةً مع زراعة الطحالب أو تربية الأسماك (س.13)، فإنها تصبح فعَّالة في إزالة معظم النيتروجين والفوسفور من التدفقات السائلة الخارجة.  ومن الجيد  إنشاء عدة بِرَك هوائية في سلسلة (على التوالي) لِتُقدّمَ مُستوًى عالٍ من إزالة مُسببات الأمراض. من الضروري أن يكون التصميم الهيدروليكي جيد لتفادي قِصَر الدارة، أي انتقال مياه الصرف مباشرة من المدخل إلى المخرج. كما يجب أن يكون المدخل بعيد بقدر الإمكان عن المخرج، ومن الممكن تركيب المصائد والحواجز لضمان الخلط الكامل داخل البرك، ولتفادي المناطق الراكدة. المُعالجة الأولية (تقنيات المُعالجة الأولية) أمرٌ ضروري لمنع تكوُّن الخبث الطافي (الزَبَد) فوق البرك، ولإعاقة دخول مزيد من المواد الصلبة والمخلفات . ولحماية البِرك من دخول المياة السطحي والانجراف مثل الامطار ؛ يجب بناء حاجز واقٍ حول كل بِركة من البِرَك باستخدام المواد الناتجة عن عمليات الحفر.

المواد والمستلزمات

وجود المعدات الميكانيكية أمرٌ ضروري لحفر البِرَك. ولمنع رشح المياه الموجودة في البِركة وتسربها إلى المياه الجوفية،تبطين خاصة للبِركة، ويمكن أن تكون هذه البطانة من الطين، أو الأسفلت، أو التربة المدكوكة، أو أي مادة أخرى غير مُنفذة للسوائل.

القابلية للتطبيق

بِرَك تثبيت المخلفات من ضمن الطرق الأكثر شيوعًا والأكفأ فعَاليةً في مُعالجة مياه الصرف حول العالم، وهي مُناسبة خصيصًا للمُجتمعات الريفية وشبه الحضرية التي لديها مساحات أرض كبيرة غير مُستخدمة، وتكون على مسافة بعيدة من المنازل والأماكن العامة، وبرك تثبيت المُخلّفات السائلة غير مناسبة لمرحلة الاستجابة الحادة نظرًا لطول وقت التنفيذ اللازم لها، وهي أكثر ملاءمة لمرحلتي الاستقرار  وإعادة التاهيل ، وكذلك كحَل طويل  مستدام.

التشغيل والصيانة

يجب إزالة الخبث (الزَبَد) الذي يتراكم على سطح البِركةباستمرار . كما يجب أيضًا إزالة النباتات المائية ذات الحجم الكبير الموجودة في البِركة، حيث إنها من الممكن أن توفّر للبعوض مستوطنات وبيئة مُناسبة للتكاثر، كما أنها قد تمنع الضوء من اختراق العمود المائي. ويجب إزالة الحمأة من البِرَك اللاهوائية تقريبًا مرة كل عامين إلى خمسة أعوام او حين تصل المواد الصلبة المتراكمة إلى ثلث حجم البِركة. ويقل معدل إزالة الحمأة من بِرَك الأكسدة الاختيارية مقارنة باللاهوائية ، أما بِرَك الإنضاج نادرًا ما تحتاج إلى إزالة الحمأة. ويُمكن إزالة الحمأة باستخدام مضخة تفريغ (نزح) الحمأة المحمولة على عوَّامة، أو باستخدام كاسحة ميكانيكية في قاع البِركة، أو عن طريق  تفريغ الماء من البِركة تمام ، وإزالة الحمأة بواسطة معدة تحميل (لودر أمامي أو تركس).

الصحة والسلامة

على الرغم من أن التدفقات السائلة الخارجة من البِرَك الهوائية تحتوي عامةً على نسبة قليلة من مسببات الأمراض، فإنَّه لا ينبغي بأي حال من الأحوال استخدام هذه البِرَك للاستجمام (الاستخدامات الترفيهية) أو كمصدر مباشر للمياه للاستهلاك أو الاستخدام المنزلي. كما ينبغي بناء حاجز لضمان إبقاء الناس والحيوانات بعيدًا عن المنطقة، ولضمان حماية البِرَك من دخول المخلفات الصلبة.

التكاليف

قد تكون تكاليف الاستثمار في شراء الأرض وحفر البِرَك مرتفعة، ولكن تكاليف التشغيل والصيانة منخفضة نسبيًا.

الاعتبارات الاجتماعية

من الممكن أن تصدر الروائح الكريهة عن البِرَك اللاهوائية، ولذا، فمن المهم أن تقع البِرَك في موقع بعيد عن  السكان، وبديًلا عن ذلك، فمن الممكن عمل تهوية اصطناعية لسطح البِرَك اللاهوائية. وقد تبدو التدفُّقات السائلة الخارجة من البِرَك الهوائية بلون شديد الخضرة، وذلك نتيجةً لنمو الطحالب في هذه البِرَك.