انتقال هوا
رابطه‌ی ۲-۱ انتقال اکسیژن به فاضلاب موجود در شبکه‌های ثقلی را بیان می‎‌کند که در آن ، ضریب انتقال اکسیژن، دما بر حسب درجه سانتی‌گراد، غلظت اکسیژن محلول اشباع در دمای ، عدد فرود، متوسط سرعت جریان بر حسب متر برثانیه، متوسط عمق هیدرولیکی و شیب لوله‌ها است.
انتقال هوا ‌‌یک واکنش کلیدی است که میزان اکسیژن محلول را در سه فاز حجم آب، بایوفیلم و مواد ته‌نشین شده تعیین می‌کند و تاثیر مهمی در تبدیلات بیولوژیکی هتروتروفیک در شرایط هوازی دارد. از معادله ۲-۲ نیز مشخص است که نحوه طراحی و بهره‌برداری از شبکه‌های جمع‌ آوری مانند شیب، متوسط عمق هیدرولیکی و سرعت جریان، بر میزان انتقال هوا و در پی آن بر میزان تبدیلات بیولوژیکی، تاثیر مهمی دارد.

رشد بایومس هتروتروفیک
رشد بایومس معلق
رشد بایومس برای اولین بار توسط رابطه‌ی کلاسیک مونود در سال ۱۹۵۰ بیان شد. ژریت در سال ۱۹۹۵ و ۱۹۹۷ با مطالعات آزمایشگاهی و میدانی به این موضوع پرداخت]۴۹،۵۰[. با این حال رشد بایومس هتروتروفیک برای اولین بار توسط هنز و همکارانش در سال ۱۹۸۷ در مدل لجن فعال (شماره‌‌ یک) ارائه شد که در رابطه ۲-۳ بیان شده است. در این رابطه نرخ رشد ویژه، ثابت اشباع برای سوبسترای راحت ‌‌‌‌تجزیه‌پذیر و ثابت اشباع اکسیژن محلول است ( سایر پارامترها قبلا معرفی شده‌اند).

رشد بایومس معلق باعث حذف سوبسترای راحت تجزیه‌پذیر می‌شود. ثابت Y برای بایومس معلق هتروتروفیک، عموما ۵۵/۰ در نظر گرفته می‌شود. انرژی حاصل از واکنش‌های تولید، خود را در نرخ مصرف اکسیژن محلول نشان می‌دهد.

انرژی مورد نیاز جهت نگهداری بایومس معلق
مدل لجن فعال (شماره‌‌یک)، مرگ بایومس را به عنوان‌‌ یک منبع برای سوبسترای قابل هیدرولیز در نظر می‌گیرد. این مفهوم همچنین توسط ژریت و همکارانش در سال ۱۹۷۷ برای مدل تبدیلات بیولوژیکی فاضلاب در فاز آبی شبکه‌های جمع‌ آوری مورد استفاده قرار گرفت. ولرتسن و ژاکوبسن در سال ۱۹۹۸، استفاده از مرگ بایومس را در مدل تبدیلات میکروبی شبکه‌های جمع‌ آوری ارزیابی کردند و به این نتیجه رسیدند که نرخ مرگ استفاده شده در پژوهش‌های کورلند و میکولا در سال ۱۹۹۳ غیر واقعی بوده است. انرژی واقعی مورد نیاز جهت نگهداری بایومس، توسط تمپست و نیجسل در سال ۱۹۸۴ جهت توصیف واکنش‌های شبکه جمع‌ آوری ارائه شد. رابطه‌ی ۲-۴ انرژی مورد نیاز جهت نگهداری بایومس معلق را بیان می‌کند که در آن ثابت نرخ انرژی مورد نیاز نگهداری است و سایر پارامترها قبلا معرفی شده‌اند.

رشد بایوفیلم
تحقیقات انجام شده توسط رانکژرت در سال ۱۹۹۷ و ژریت در سال ۱۹۹۸، رشد بایوفیلم را نسبت به سایر مدل‌های موجود واقعی‌تر بیان می‌کند. این پژوهش‌ها اهمیت سوبسترای راحت تجزیه‌پذیر را نیز نشان می‌دهد. رابطه ۲-۵ رشد بایوفیلم را تحت شرایط هوازی شبکه‌ی جمع‌ آوری بیان می‌کند، که در آن ثابت نرخ مرتبه نیم، ثابت Y برای بایوفیلم، A/V نسبت سطح به حجم لوله‌ها و ثابت اشباع سوبسترای راحت تجزیه‌پذیر بایوفیلم است.

هیدرولیز
هیدرولیز ذرات سوبسترا موجود در شبکه‌های جمع‌ آوری، در تولید سوبسترای راحت تجزیه‌پذیر اهمیت زیادی دارد. رابطه‌ی ۲-۶ هیدرولیز ‌‌یک سوبسترا را در شبکه‌ها نشان می‌دهد. در این رابطه ثابت نرخ هیدرولیز برای جزء n، ثابت اشباع هیدرولیز برای جزء n و ثابتی بدون واحد جهت تاثیر کارآیی بایوفیلم بایومس است.

ماتریس واکنش‌ها
ماتریس ارائه شده در جدول ۲-۳ قادر به توصیف تبدیلات مواد آلی فاضلاب در شبکه‌های جمع‌ آوری ثقلی، بر پایه‌ی روابط ارائه شده‌ی فوق می‌باشد است.
خصوصیات تبدیلات مواد آلی فاضلاب در شبکه‌های جمع‌ آوری ثقلی