En los sistemas de aireación difusa, el agua se colecta en depósitos con difusores en sus bases. El aire comprimido se fuerza al interior del sistema a través de los difusores. Este aire forma burbujas a través del agua, mezclando el agua y el aire y transfiriendo los contaminantes del agua al aire o, más a menudo, introduciendo oxígeno en el agua.
Los sistemas de aireación difusa tienen un costo de construcción relativamente bajo pero su operación puede tener un costo elevado. Se los puede instalar con facilidad con elementos de reconversión para mejorar las lagunas de tratamiento — un uso común para esta tecnología. Éstos pueden funcionar continua y automáticamente, y requieren sólo mantenimiento periódico y monitoreo regular.
Los sistemas de aire difuso tienden a tener problemas de acumulación de partículas, bacterias que producen corrosión y otros contaminantes, los cuales pueden obstruir un sistema y detenerlo. El aire debe someterse a presión considerable para hacerlo llegar al fondo de la laguna de difusión, por este motivo los sistemas de difusión están limitados a relaciones aire-agua relativamente bajas. Como resultado, los sistemas de aireación difusa sólo pueden eliminar económicamente los contaminantes altamente volátiles, como el radón, y a menudo se utilizan principalmente para introducir oxígeno u ozono en el agua.
Los sistemas de aireación mecánica son sumamente sencillos, pero no se encuentran entre las técnicas de purificación más frecuentes. Estos aireadores funcionan agitando vigorosamente el agua fuente con mezcladoras mecánicas. Cuando el agua se agita, recibe la infusión del aire purificador.
Estos sistemas pueden fácilmente reconvertirse según las instalaciones de almacenamiento existentes, donde pueden agregar capacidad de tratamiento donde no lo existe. Los sistemas de aireación mecánica permiten eliminar los contaminantes más volátiles, pero están limitados a porcentajes de eliminación entre el 50 y el 80 por ciento, dependiendo de las condiciones. Si los aireadores mecánicos están instalados en la parte superior de un reservorio existente y cubierto, será necesario instalar ventilación.
Los sistemas de aireación de bandeja distribuyen los materiales aglutinantes simples como el carbón triturado (un material rico en carbono producido con carbón natural) o roca en una secuencia vertical. El agua se suministra desde la parte superior de esta torre, se desparrama para aumentar el área de contacto, se deja escurrir a través de pequeñas aberturas en la parte inferior de cada bandeja.
Cuando el agua cae de una bandeja a otra y salpica sobre el material aglomerante, ésta encuentra el aire. El flujo de aire en estos sistemas se puede impulsar agresivamente por medio de un compresor eléctrico de aire o, más frecuentemente, mediante el aprovechamiento de las corrientes de aire naturales.
Los sistemas de aire forzado mecánicamente son más eficaces para la remoción de componentes orgánicos menos volátiles, como los solventes, pero las corrientes naturales de aire representan una opción viable cuando se tiene como objetivo componentes más volátiles como el ácido sulfhídrico, el radón, o el cloruro de vinilo.
Cuando el agua ya ha pasado la serie de bandejas, el agua así tratada se recolecta sencillamente en la base del sistema.
Los sistemas de aireación de bandejas son muy susceptibles al crecimiento de algas y de limo, lo cual puede hacer que el tratamiento sea menos eficaz. Este crecimiento se verifica algunas veces mediante la adición de sustancias químicas como el cloro o sulfato de cobre no obstante que estos aditivos representan un gasto adicional y pueden estar presentes incluso en el agua tratada final del sistema.
Debido a que pueden alcanzar elevadas relaciones aire-agua y la eliminación de casi un 99 por ciento, los sistemas de torres de rectificación son una opción popular para eliminar solventes volátiles de los medios de agua subterránea. Éstos utilizan una torre de cinco a doce metros equipada con un distribuidor en la parte superior. El distribuidor introduce agua de manera uniforme desde la parte superior de una torre equipada con componentes plásticos, cerámicos o metálicos diseñados para maximizar el contacto aire-agua. El aire se empuja o se succiona hacia arriba a través de la torre y en contra de la dirección del flujo del agua. Una bomba en la base recolecta y elimina el agua tratada.
Los sistemas de torres son a menudo instalaciones permanentes, pero se pueden construir en un remolque portátil y moverse de sitio a sitio.
No obstante que se basan en un principio sencillo, los sistemas de torres de rectificación, al igual que otros sistemas de extracción con aire, tienden a obstruirse debido a las acumulación de partículas, bacterias productoras de óxido y la precipitación del carbonato cálcico. Los costos de tratamiento aumentan significativamente si es necesario tratar previamente el agua o si es necesario purificar el aire del sistema antes de liberarlo a la atmósfera.
El costo base asociado con los sistemas de extracción con aire se refiere a la energía eléctrica, utilizada para accionar las bombas y los sopladores de aire que realizan esta purificación.