曝气沉砂池从20世纪50年代开始使用，她具有以下特点：
沉砂中含有机物的量低于5%;
由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离作用。这些特点对后续的沉淀池、曝气池、污泥硝化池的正常运行以及对沉砂的最终处理提供了有利条件。但是，曝气器要消耗能量，对生物脱氮除磷系统的厌氧2段或者缺氧段的运行也存在不利影响。
曝气沉砂池呈钜形，延渠道壁一侧的整个长度上，距池底约0.6-0.9m处设置曝气装置，曝气装置下面设置集砂槽，在池底另一侧有0.1-0.5m的坡度，坡向集砂槽，集砂槽侧壁的倾斜角应度不小于60°，为了曝气时能使池内流水产生旋流运动，在必要时可在设置曝气装置的一侧设置挡板。
污水在池中存在着两种运动形式，其一为水平流动(流速一般取0.1m/s,不应大于0.3m/s)，同时，由于在池内的一侧有曝气作用，因而在池的横断面上产生螺旋运动，整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。旋流线速度在过水断面的中心处最小，而在池的周边则为最大。空气的供给量应保证池中污水的旋流速达到0.25-0.3m/s之间。由于旋流主要由鼓入的空气所形成，不是依赖水流的作用，因而曝气沉砂池比其它形式的沉砂池对流量的适应度要高很多，沉砂效果稳定可靠。
由于曝气器曝气推动以及水流的旋流作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气泡向上升时的冲刷作用，使黏附在砂粒上的有机污染物得以摩擦去除，螺旋水流还将相对密度较轻的有机颗粒悬浮起来随出水带走，沉砂池底的沙粒较为纯净。有机物含量只有5%左右，便于沉砂的处置。
曝气沉砂池的设计参数：
水平流速一般可取0.08-0.12m/s，一般取0.1m/s;
最大流量时污水在曝气池内停留时间为4-6min，处理雨天合流污水时为1-3min，如果同时作为预处理曝气池内使用，停留时间可取10-30min;
池的有效水深宜为2.0-3.0m，池宽与池深比为1-1.5，池的长宽比可达5，当池的长度比大于5时，可考虑设置横向挡板;
曝气沉砂池多采用穿孔曝气管或者更为先进的单孔膜曝气器，安装高度距离池底约0.5-0.9m，每组曝气器应设有调节阀门;
每立方污水所需曝气量宜为0.1-0.2m3(空气)或每平方米池表面积曝气量3-5m3/h。
曝气器沉砂池的形状应尽可能不生产偏流和死角，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向垂直，并设置挡板，防止产生断流。