ژیگو یوآن و همکارانش جهت بررسی تاثیر نیترات که به عنوان عامل کاهنده‌ی شرایط بی‌هوازی به شبکه‌ها افزوده می‌شود، از سه رآکتور آزمایشگاهی که شرایط رشد بایوفیلم بی‌هوازی در آن‌ها برقرار شده بود استفاده کردند. نتایج حاکی از آن است که تاثیر نیترات به عنوان عامل کاهنده شرایط بی‌هوازی ناشی از اثر biocidal اسید نیتروژن آزاد(FNA)، شکل پروتونه از نیتریت، در میکروارگانیسم بایوفیلم است. آن‌ها فعالیت میکروبی فاضلاب را با غلظت نیتریت صفر تا ۱۲۰ میلی‌گرم بر لیتر در PH 5 تا ۷ مورد بررسی قرار دادند. بخش زنده‌ی میکروارگانیسم‌ها در زمان ماند ۶ تا ۲۴ ساعت، تقریبا ۸۰ درصد کاهش داشت که در این شرایط غلظت FNA بیش از ۲/۰ میلی‌گرم نیتریت بر لیتر بوده است]۲۱[.

ویژگی‌های شبکه جمع‌ آوری موثر بر تبدیلات بیولوژیکی
میزان اکسیژن ورودی به شبکه، بستگی به شرایط طراحی و بهره‌برداری از شبکه دارد و مقدار آن معین می‌کند که کدام یک از شرایط هوازی ‌‌یا بی‌هوازی در شبکه حاکم است. تحت شرایط هوازی، تجزیه مواد آلی که قابلیت ‌‌‌‌تجزیه‌پذیری بیولوژیکی دارند، فرایند غالب است. در صورتی که اکسیژن محلول و ‌‌یا نیترات در دسترس نباشد، شرایط کاملا بی‌هوازی رخ می‌دهد و سولفات نقش الکترون پذیرنده را خواهد داشت که نهایتاً این شرایط منجر به تولید گاز هیدروژن سولفید می‌شود.
نمونه‌های ذکر شده در ادامه، رابطه نزدیک بین طراحی و ‌بهره‌برداری را با شرایط فرایند نشان می‌دهد.
۱- تلاطم و جریان فاضلاب که بر میزان اکسیژن ورودی به شبکه تاثیر گذار است و باعث انتشار مواد بودار در جو فاضلاب‌رو می‌شود.
۲- تهویه شبکه جمع‌ آوری که روی انتشار مواد بودار و سمی در فضای شهر تاثیر گذار است.
۳- نسبت عمق به قطر فاضلاب‌رو که روی هوادهی و میزان بایوفیلم تشکیل شده در شبکه تاثیرگذار است.
۴- سرعت جریان و تنش برشی در فاضلاب‌رو که روی ساختار بایوفیلم تشکیل شده در شبکه تاثیر می‌گذارند.
آگاهی از رابطه بین ویژگی‌های طراحی و ‌بهره‌برداری با شرایط فرآیندها می‌تواند به طراحی صحیح شبکه جمع‌ آوری کمک کند. البته نیاز است این دانش به صورت روابط کمی بیان شود و در مهندسی شبکه‌های فاضلاب مانند ‌برنامه‌ریزی، طراحی و مدیریت از آن استفاده شود. از این دانش می‌توان برای شبیه سازی مدل‌ها نیز استفاده کرد]۸[.

در طراحی فرآیندهای تصفیه باید شرایط را به صورت واقعی در نظر گرفت که در این راستا خصوصیات فاضلاب نقش مهمی در ماهیت فرآیندهای شبکه جمع‌ آوری دارد. برخی از این پارامترها مانند دما، PH و ویژگی‌های کیفی فاضلاب مانند میزان ‌‌‌‌تجزیه‌پذیری بیولوژیکی مواد آلی و میزان بایومس فعال موجود، در نتیجه‌ی فرآیندهای شبکه جمع‌ آوری تاثیر زیادی دارند. شکل ۲-۵ نشان دهنده جریان فاضلاب و زیر سیستم‌هایی است که در انجام فرآیندهای شبکه جمع‌ آوری نقش دارند.
جریان فاضلاب و زیر سیستم‌های مربوط به شبکه جمع‌ آوری فاضلاب ]۸[
رابرت بچمن و همکارانش بی‌هوازی شدن فاضلاب را در اثر فرآیندهای فیزیکی و بیوشیمیایی درشبکه‌های فاضلابی که به صورت تمام پر هستند تحت شرایط استاتیکی بررسی کردند. جهت انجام این پژوهش آن‌ها از ‌‌یک پایلوت آزمایشگاهی به طول لوله ۲_/۱ متر و شعاع ۱۱۵ میلی‌متر استفاده کردند. در این پژوهش نرخ مصرف اکسیژن، تغییرات COD، سولفات، سولفید و نیترات و همچنین تشکیل اسیدهای چرب فرار (VFA) را بررسی کردند. طبق بیانات ایشان، غلظت COD کل بر نرخ تشکیل سولفید تاثیرگذار است درحالی که غلظت نیترات بالای ۴ میلی گرم در لیتر، تولید بی رویه سولفید را کنترل می‌کند. طبق نتایج آن‌ها، COD محلول در شرایط هوازی حذف می‌شود، در حالی که در شرایط بی‌هوازی و آنوکسیک COD محلول تولید می‌شود، اما نرخ مصرف آن در این شرایط نیز، بیش از نرخ تولید آن می‌باشد. نتایج نشان دهنده آن است که افزایش COD محلول در شرایط بی‌هوازی مربوط به تبدیلات (هیدرولیز و تخمیر) مواد آلی راحت تجزیه‌پذیر در فاز، ‌ته‌نشینی می‌باشد]۲۲[.
هویسمن و همکارانش جهت مطالعه میزان انتقال اکسیژن در شبکه‌های جمع‌ آوری فاضلاب که بر نحوه تبدیلات بیولوژیکی و همچنین تعادل جرمی در شبکه‌ها بسیار موثر است، تغییرات آن را در‌‌ یک شبکه به طول ۲ کیلومتر بررسی کردند.
آن‎‌ها برای مشاهده مصرف اکسیژن توسط بایوفیلم از in situ flow cell استفاده کردند که تا قبل از آن از این روش در شبکه‌ها استفاده نشده بود. همچنین جهت ‌‌‌‌اندازه‌گیری هوای ورودی از سطح، از گاز سولفور هگزافلوراید به عنوان ردیاب استفاده کردند و جهت تعیین میزان جریان آب زیرزمینی ورودی در شبکه،‌‌ یک روش رقیق سازی را با بهره گرفتن از برومید بکار بردند. نتایج ارائه شده توسط آن‌ها عوامل اصلی تاثیرگذار بر تعادل جرمی، میزان دبی ورودی و خروجی فاضلاب، اکسیژن ورودی از سطح مشترک فاضلاب و هوا و اکسیژن مصرفی توسط بایوفیلم و بایومس موجود در شبکه است. آن‌ها تاثیر آب زیرزمینی ورودی بر شبکه‌ها در تعادل جرمی اکسیژن تابع زمان دانسته و در کل تاثیر آن را در تعادل جرمی ناچیز گزارش دادند. مهترین عامل را در حذف COD فاضلاب هنگام انتقال، بایوفیلم و بایومس موجود در شبکه ذکر کردند. همچنین با توجه به تعادل اکسیژن گزارش دادند، مصرف اکسیژن در فاضلاب نسبت به زمان بسیار متغیر بوده و این مقدار در طول روز تقریبا ۱۲ برابر ساعات شبانه است]۲۳[.
ویلیامز و همکارانش جهت بررسی خصوصیات و مکانیزم تشکیل رسوبات از جمله چربی، روغن و گریس پژوهشی انجام دادند. این رسوبات باعث مشکلات عدیده‌ای در شبکه‌های جمع‌ آوری فاضلاب مانند گرفتگی و سرریز فاضلاب‌روها می‌شود که خطرات زیست محیطی را در پی دارد. رسوبات مذکور با توجه به رطوبت بسیار متغیر بوده و تغییراتی بین ۱۵ تا ۹۵ درصد داشته و میزان روغن بین صفر تا ۵۴۸ میلی‌گرم بر گرم متغیر است. طبق نتایج آن‌ها تشکیل رسوبات در اثر تجزیه‌ی بیولوژیکی روغن همراه با تبدیل اسیدهای چرب از حالت غیر اشباع به اشباع است]۲۴[.

عوامل موثر بر نرخ تصفیه فاضلاب در شبکه‌های جمع‌ آوری فاضلاب
پارامترهای زیادی از جمله میزان جریان، تهویه فاضلاب‌رو، نسبتH/D سیال، سرعت جریان و تنش برشی روی فرآیندهای بیولوژیکی فاضلاب‌رو تاثیر می‌گذارند. همچنین خصوصیات فاضلاب مانند دما، PH و خصوصیات کیفی مانند میزان ‌‌‌‌تجزیه‌پذیری مواد آلی و مقدار بایومس فعال موجود نیز روی این فرآیندها تاثیر می‌گذارند. در ادامه به تاثیر نرخ F/M و زمان ماند هیدرولیکی اشاره شده است.

نسبت F/M
نرخ F/M بیانگر نسبت غلظت سوبسترا به غلظت میکروارگانیزم موجود در شبکه می‌باشد. نسبت F/M بالا نشان می‌دهد که منابع غذایی زیادی جهت مصرف میکروارگانیزم‌ها در فاضلاب وجود دارد و پایین بودن این نسبت حاکی از آن است که منبع غذایی کافی جهت مصرف میکروارگانیزم‌ها وجود ندارد. بسته به غلظت میکروارگانیزم‌ها در فاضلاب، در صورتی که نسبت F/M بالا باشد، سوبسترا عامل محدود کننده رشد میکروارگانیزم‌ها نخواهد شد.
احمت بابان و همکارانش جهت بررسی سینتیک واکنش‌های حذف در شبکه‌های جمع‌ آوری فاضلاب، از‌‌ یک رآکتور که درآن عمل بازچرخانی فاضلاب انجام می‌شد استفاده کردند. آن‌ها برای شبیه سازی فاضلاب خانگی از فاضلاب مصنوعی با پایه گلوکز استفاده کردند، همچنین جهت بالا بردن سطح الحاق بایوفیلم و افزایش تأثیر حذف مواد آلی از Plastic Rasching ring به عنوان واسطه در رآکتور استفاده کردند. برای محاسبه ثابت‌های سینتیکی از مدل مونود و مدل مرتبه متغیر استفاده کردند. نتایج حاصل از میزان حذف کربن و نیتروژن را با دو مدل مورد استفاده مقایسه کردند و به این نتیجه رسیدند که مدل مونود که در آن میزان رشد بیولوژیکی نیز دخالت دارد به واقعیت نزدیک‌تر بوده و نسبت به مدل مرتبه متغیر دقیق‌تر می‌باشد]۲۵ [.

زمان ماند هیدرولیکی
هرچه زمان ماند هیدرولیکی فاضلاب در شبکه‌های جمع‌ آوری برای رسیدن به تصفیه بیشتر باشد، مجموعه بایوفیلم و بایومس فرصت بیشتری خواهند داشت تا مواد آلی فاضلاب را مصرف کرده و از آلودگی آن بکاهند و در نهایت تاثیر واکنش‌های بیولوژیکی در حذف مواد معلق افزایش می‌یابد.

قطر شبکه‌های جمع‌ آوری فاضلاب
نسبت سطح بایوفیلم به حجم فاضلاب در لوله‌ها، با کاهش قطر افزایش می‌یابد. بنابراین در لوله‌هایی با قطر کوچکتر، تأثیر سطح بایوفیلم در حذف مواد آلی نسبت به میزان حذف در حجم فاضلاب، بیشتر خواهد بود. در برخی از شبکه‌های نوین که قطر لوله‌های مورد استفاده کم‌تر است، نسبت سطح به حجم بالاتر از شبکه‌های نوین است و این شبکه‌ها می‌توانند در انجام واکنش‌های حذف مواد آلی فاضلاب تاثیر بیشتری داشته باشند.

استفاده از شبکه‌های جمع‌ آوری به عنوان تاسیسات پیش تصفیه
محققین در زمینه‌ی استفاده از شبکه‌های جمع‌ آوری متعارف به عنوان تاسیسات پیش تصفیه قبل از ورود به تصفیه‌خانه تحقیقاتی انجام داده‌اند و بعضا به نتایج خوبی رسیده‌اند. واکنش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی که در حذف مواد آلی نقش دارند ممکن است در حجم فاضلاب، لایه بایوفیلم ایجاد شده در دیواره داخلی فاضلاب‌رو و ‌‌یا در فاز‌‌‌‌، ته‌نشینی (در صورت وجود) رخ دهند. اکثر تحقیقات، ارزیابی پتانسیل تصفیه شبکه‌های جمع‌ آوری را در شرایط رشد الحاقی انجام داده‌اند، در بعضی موارد هم این عملکرد در شرایط رشد معلق میکروارگانیزم‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. موضاعاتی مانند انتشار گاز H₂S، ‌‌‌‌،ته‌نشینی در فاضلاب‌روها و انتقال فاضلاب در شبکه، به صورت کامل مورد بررسی محققین قرار گرفته‌اند. معمولا در این آزمایش‌ها از جدار داخلی لوله‌ها به عنوان واسطه برای الحاق میکروارگانیزم استفاده شده و ‌‌یا اینکه لجن فعال به صورت مصنوعی وارد شبکه شده است]۲۷-۲۶[.
یاسونوری تانجی و همکارانش برای تخمین ظرفیت خودپالایی شبکه‌های جمع‌ آوری فاضلاب، ۶ قطعه بتنی مختلف را به مدت ۹ ماه در ‌‌یک شبکه واقعی قرار دادند. قطعات بتنی مسطح، دانه‌ای و متخلخل بودند و قطر سوراخ‌های ایجاد شده بر روی قطعات متفاوت بود. پس از ۷۹ روز که قطعات در معرض جریان فاضلاب بودند،‌‌ یک لایه بایوفیلم ناهمگن بر روی قطعات تشکیل شد. آن‌ها قابلیت بایوفیلم‌ها را از طریق ‌‌‌‌اندازه‌گیری نرخ کاهش غلظت سوبسترای فاضلاب مصنوعی مقایسه کردند.
آنالیز آن‌ها شامل محاسبه تغییرات غلظت اکسیژن محلول، کربن آلی، آمونیاک و نیترات بود. نتایج آن‌ها نشان دهنده این موضوع بود که قطعه بتنی با سوراخ‌های ۱۲ میلیمتری بیشترین نرخ مصرف سوبسترا را داشته‌است. آن‌ها بیان کردند که شبکه‌های جمع‌ آوری فاضلاب قابلیت بالایی در حذف مواد آلی داشته و بهینه سازی آن‌ها می‌تواند فعالیت‌شان را افزایش دهد]۲۸[.
آلمدیا و همکارانش جهت بررسی تبدیلات بیولوژیکی، ‌‌یکی از خطوط اصلی شبکه جمع‌ آوری فاضلاب را در شهری ساحلی به نام استوریل واقع در کشور پورتغال مورد بررسی قرار دادند. طول شبکه انتخاب شده ۷۲۴۰ متر و تمرکز آن‌ها بر دوره‌های بدون بارندگی و شرایط هوازی بوده‌است. نتایج آن‌ها بیان کننده این موضوع است که در صورت حضور اکسیژن مورد نیاز فعالیت باکتری‌های هوازی، نرخ تبدیلات بیولوژیکی در شبکه‌ها بالاست. آن‌ها بیشترین میزان حذف را در غلظت COD محلول مشاهده کردند]۲۹[.
گرین و همکارانش جهت تحقق بخشیدن به ایده‌ی استفاده از شبکه‌های جمع‌ آوری تحت فشار به عنوان تاسیسات تصفیه، از ‌‌یک مدل فیزیکی استفاده کردند. آن‌ها ‌‌یکی از خطوط شبکه منطقه‌ای در تل آویو اسراییل را به طول ۳۷ کیلومتر در این مدل آزمایشگاهی، شبیه‌سازی کردند. این منطقه ۳_/۱ میلیون نفر جمعیت و دبی فاضلاب تولید شده در آن ۳۰۰۰۰۰ متر مکعب در شبانه روز بود. پیشنهاد آن‌ها برای این منظور، وارد کردن لجن بیولوژیکی و هوادهی در نقاط مشخصی از شبکه جمع‌ آوری مورد آزمایش بود.
آن‌ها پس از شبیه سازی مدل و انجام آزمایش‌ها مربوط به نرخ حذف مواد آلی گزارش دادند در صورت راهبری این خط از شبکه به صورت حلقه‌ای (منظور بازچرخانی درصدی از فاضلاب انتهای شبکه به ابتدای خط است)، این شبکه می‌تواند جایگزین تصفیه‌خانه فاضلاب متعارف شود (البته نیاز به زلال ساز ثانویه جهت بازچرخانی لجن بیولوژیکی می‌باشد). آن‌ها BOD₅ خروجی از شبکه را ۲۵ میلی‌گرم بر لیتر اعلام کردند. همچنین در صورت راهبری شبکه به این صورت، صرفه‌جویی در هزینه‌های ساخت را بیش از ۵۰ درصد گزارش دادند و‌‌ یکی از مزایای بزرگ این طرح را کنترل خوردگی و افزایش طول عمر شبکه برشمردند]۳۰[.
بالبول احمد در این راستا کارآیی شبکه‌های جمع‌ آوری را در حذف مواد آلی تحت عنوان تکنولوژی داخل خط بررسی کرد. وی‌‌ یکی از خطوط شبکه را در ‌‌یکی از شهرستان‌های نیویورک مورد مطالعه قرار داد. هدف از تکنولوژی داخل خط، افزودن غلظت باکتری‌های مفید و در نتیجه افزایش تولید آنزیم برای بالا بردن نرخ اکسیداسیون مواد آلی هنگام انتقال بود. برای این منظور ده نقطه از شبکه (نقاطی مانند منهول و ایستگاه‌های پمپاژ) انتخاب شد و در این نقاط، مخلوط میکروبی باسیلوس که تقریبا شامل ۲۸۸ نوع میکروب بود با دبی ۱/۰ میلی لیتر بر دقیقه وارد شبکه می‌شد نتایج وی کاهش ۱۳، ۱۳ و ۵ درصدی را به ‌‌‌ترتیب در غلظت BOD₅، TSS و TKN را نشان می‌داد. تکنولوژی حین خط هزینه‌های هوادهی تصفیه‌خانه را ۱۹ درصد کاهش داد. همچنین میزان لجن تولیدی کاهش و کیفیت پساب خروجی نیز بهبود ‌‌یافت]۳۱[.
رانکجر و همکارانش تبدیلات بیولوژیکی کربوهیدرات‌ها در شبکه جمع‌ آوری ثقلی به طول ۵ کیلومتر مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها نرخ حذف کربوهیدرات محلول را وابسته به غلظت ابتدایی کربوهیدرات محلول در فاضلاب و همچنین دمای فاضلاب مشاهده کردند. طبق نتایج آن‌ها، زمانی که غلظت ابتدایی کربوهیدرات محلول در فاضلاب بالای ۱۶ میلی گرم بر لیتر باشد نرخ حذف کربوهیدرات قابل توجه خواهد بود و در مواردی که غلظت ابتدایی کربوهیدرات محلول پایین‌تر از ۹ میلی گرم بر لیتر باشد تقریبا نرخ حذف ناچیز است. همچنین دمای بهینه را جهت حذف کربوهیدرات محلول، ۱۵ درجه سانتی‌گراد گزارش دادند. آن‌ها همچنین تبدیلات پروتوئین را در این شبکه بررسی کرده و میانگین نرخ حذف آن را ۲_/۲ میلی‌گرم بر لیتر به ازای هر ساعت گزارش دادند]۳۲[.

روش‌های ارزیابی تغییرات کیفیت فاضلاب هنگام انتقال در شبکه‌های جمع‌ آوری
خصوصیات کیفی فاضلاب به عوامل متعددی از جمله کاربری منطقه مورد استفاده (صنعتی، تجاری ‌‌یا مسکونی)، ساعات مختلف شبانه روز، فصل‌های مختلف سال، وضعیت شبکه جمع‌ آوری فاضلاب و میزان فعالیت بیولوژیکی در شبکه‌ها بستگی دارد.
رانکجر و همکارانش تغییرات BOD را به عنوان شاخص تغییرات کمی مواد آلی حذف شده فاضلاب هنگام انتقال، در شبکه‌های ثقلی و تحت فشار بکار بردند. آن‌ها از مکان‌های مختلف شبکه نمونه فاضلاب گرفتند و تغییراتی را که در ‌‌‌ترکیبات فاضلاب ایجاد شده بود به عنوان تابعی از زمان ماند هیدرولیکی بیان کردند]۳۲[.
تغییراتی را که در‌‌‌ ترکیبات فاضلاب رخ می‌دهد، می‌توان با ‌‌‌‌اندازه گیری تغییرات BOD، COD و ‌‌یا تغییرات کربن آلی محلول ارزیابی کرد. ‌‌یکی دیگر از روش‌های ارزیابی تغییرات فاضلاب هنگام انتقال، ‌‌‌‌اندازه گیری تغییرات غلظت‌‌‌ ترکیبات آلی خاص ‌‌یا دسته‌ای از ‌‌‌ترکیبات آلی از جمله پروتئین، کربوهیدرات‌ها، لیپیدها، استات، آمونیاک و اسیدهای آلی فرار است. همچنین می‌توان غلظت گیرنده‌های الکترون از جمله اکسیژن، نیترات و سولفات را‌‌‌‌ اندازه گرفت.