การตกตะกอนแบบไม่ถูกขัดขวางเป็นกระบวนการที่กำจัดอนุภาคที่แยกจากกันในความเข้มข้นต่ำมากโดยไม่มีการรบกวนจากอนุภาคที่อยู่ใกล้เคียง โดยทั่วไป หากความเข้มข้นของสารละลายต่ำกว่า 500  มก./ลิตรของของแข็งแขวนลอยทั้งหมด การตกตะกอนจะถือว่าเป็นแบบแยกจากกัน^{[ 11 ]}ความเข้มข้นของของแข็งแขวนลอยทั้งหมด (TSS) ในน้ำทิ้งจากรางน้ำในฝั่งตะวันตกมักจะน้อยกว่า 5  มก./ลิตรสุทธิ ความเข้มข้นของ TSS ในน้ำทิ้งจากบ่อตกตะกอนแบบออฟไลน์จะน้อยกว่า 100  มก./ลิตรสุทธิ^{[ 12 ]}อนุภาคจะรักษารูปทรงและขนาดไว้ในระหว่างการตกตะกอนแบบแยกจากกัน โดยมีความเร็วที่เป็นอิสระ ด้วยความเข้มข้นของอนุภาคแขวนลอยที่ต่ำเช่นนี้ ความน่าจะเป็นของการชนกันของอนุภาคจึงต่ำมาก และด้วยเหตุนี้อัตราการจับตัวเป็นก้อนจึงน้อยมากจนสามารถละเลยได้ในการคำนวณส่วนใหญ่ ดังนั้นพื้นที่ผิวของบ่อตกตะกอนจึงกลายเป็นปัจจัยหลักของอัตราการตกตะกอน บ่อตกตะกอนแบบไหลต่อเนื่องทั้งหมดแบ่งออกเป็นสี่ส่วน ได้แก่ โซนทางเข้า โซนตกตะกอน โซนตะกอน และโซนทางออก (รูปที่ 2)

ในบริเวณทางเข้า การไหลจะเกิดขึ้นในทิศทางไปข้างหน้าเดียวกัน การตกตะกอนจะเกิดขึ้นในบริเวณการตกตะกอนเมื่อน้ำไหลไปทางบริเวณทางออก จากนั้นของเหลวที่ใสแล้วจะไหลออกจากบริเวณทางออก บริเวณตะกอน: ตะกอนจะถูกรวบรวมไว้ที่นี่ และโดยปกติเราจะถือว่าตะกอนถูกกำจัดออกจากการไหลของน้ำเมื่ออนุภาคมาถึงบริเวณตะกอน^{[ 9 ]}

ในถังตกตะกอนรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าในอุดมคติ ในบริเวณการตกตะกอน อนุภาควิกฤตจะเข้าสู่บริเวณด้านบนสุดของโซนการตกตะกอน และความเร็วในการตกตะกอนจะมีค่าน้อยที่สุดเมื่อไปถึงโซนตะกอน และที่ปลายโซนทางออก ส่วนประกอบความเร็วของอนุภาควิกฤตนี้จะเป็นความเร็วในการตกตะกอนในทิศทางแนวตั้ง (v ) และในทิศทางแนวนอน (v )

จากรูปที่ 1 เวลาที่ใช้ในการตกตะกอนของอนุภาค;

t =H/v =L/v (3)

เนื่องจากพื้นที่ผิวของถังคือ WL และ v = Q/WL ดังนั้น v = Q/WH โดยที่ Q คืออัตราการไหล และ W, L, H คือความกว้าง ความยาว และความลึกของถัง

ตามสมการที่ 1 นี่เป็นปัจจัยพื้นฐานที่สามารถควบคุมประสิทธิภาพของถังตกตะกอนที่เรียกว่าอัตราการล้นได้เช่นกัน^{[ 13 ]}

สมการที่ 2 ยังแสดงให้เห็นว่าความลึกของถังตกตะกอนไม่มีผลต่อประสิทธิภาพการตกตะกอน เว้นแต่ว่าความเร็วไปข้างหน้าจะต่ำพอที่จะทำให้แน่ใจได้ว่ามวลที่ตกตะกอนจะไม่ลอยขึ้นมาจากพื้นถังอีก

ในถังตกตะกอนแนวนอน อนุภาคบางส่วนอาจไม่เรียงตัวตามแนวทแยงมุมในรูปที่ 1 แต่จะตกตะกอนเร็วขึ้นเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้น ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่าอนุภาคสามารถเติบโตและพัฒนาความเร็วในการตกตะกอนได้สูงขึ้นหากมีความลึกมากขึ้นและระยะเวลาการกักเก็บนานขึ้น อย่างไรก็ตาม โอกาสที่จะเกิดการชนกันก็จะยิ่งมากขึ้นหากระยะเวลาการกักเก็บเท่ากันนั้นกระจายไปในถังที่ยาวและตื้นกว่า ในความเป็นจริง เพื่อหลีกเลี่ยงการไหลลัดวงจรทางไฮดรอลิก ถังจึงมักมีความลึก 3-6 เมตร และมีระยะเวลาการกักเก็บเพียงไม่กี่ชั่วโมง

เมื่อความเข้มข้นของอนุภาคในสารแขวนลอยเพิ่มขึ้น จะถึงจุดที่อนุภาคอยู่ใกล้กันมากจนไม่สามารถตกตะกอนแยกจากกันได้อีกต่อไป และสนามความเร็วของของเหลวที่ถูกแทนที่ด้วยอนุภาคที่อยู่ติดกันจะทับซ้อนกัน นอกจากนี้ยังมีการไหลขึ้นสุทธิของของเหลวที่ถูกแทนที่ด้วยอนุภาคที่ตกตะกอน ส่งผลให้ความเร็วในการตกตะกอนของอนุภาคลดลง และปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การตกตะกอนแบบมีสิ่งกีดขวาง (hindered settling)

กรณีที่การตกตะกอนถูกขัดขวางเกิดขึ้นบ่อยครั้ง คือ สารแขวนลอยทั้งหมดมีแนวโน้มที่จะตกตะกอนเป็น "แผ่น" เนื่องจากความเข้มข้นของอนุภาคสูงมาก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการตกตะกอนแบบโซน เพราะสามารถแยกแยะโซนต่างๆ ที่แยกจากกันด้วยความเข้มข้นที่ไม่ต่อเนื่องได้ง่าย ภาพที่ 3 แสดงการทดสอบคอลัมน์การตกตะกอนแบบแบทช์ทั่วไปกับสารแขวนลอยที่มีลักษณะการตกตะกอนแบบโซน จะมีส่วนต่อประสานที่ชัดเจนอยู่ใกล้ด้านบนของคอลัมน์ ซึ่งจะแยกมวลตะกอนที่ตกตะกอนออกจากของเหลวใสส่วนบน ตราบใดที่ปล่อยให้สารแขวนลอยดังกล่าวอยู่ในคอลัมน์การตกตะกอน เมื่อสารแขวนลอยตกตะกอน ส่วนต่อประสานนี้จะเคลื่อนลงด้วยความเร็วเท่ากัน ในขณะเดียวกัน ก็จะมีส่วนต่อประสานอยู่ใกล้ด้านล่างระหว่างสารแขวนลอยที่ตกตะกอนแล้วกับแผ่นแขวนลอย หลังจากที่สารแขวนลอยตกตะกอนเสร็จสมบูรณ์ ส่วนต่อประสานด้านล่างจะเคลื่อนขึ้นและมาบรรจบกับส่วนต่อประสานด้านบนซึ่งเคลื่อนลง

อนุภาคที่ตกตะกอนสามารถสัมผัสกันและเกิดขึ้นเมื่อเข้าใกล้พื้นของถังตกตะกอนที่ความเข้มข้นของอนุภาคสูงมาก ดังนั้นการตกตะกอนเพิ่มเติมจะเกิดขึ้นเฉพาะในเมทริกซ์ที่ปรับตัวแล้วเท่านั้นเมื่ออัตราการตกตะกอนลดลง สามารถแสดงให้เห็นได้จากบริเวณด้านล่างของแผนภาพโซนการตกตะกอน (รูปที่ 3) ในโซนการอัดตัว ของแข็งที่ตกตะกอนจะถูกอัดด้วยแรงโน้มถ่วง (น้ำหนักของของแข็ง) เนื่องจากของแข็งที่ตกตะกอนถูกอัดภายใต้น้ำหนักของของแข็งที่อยู่ด้านบน และน้ำจะถูกบีบออกไปในขณะที่พื้นที่เล็กลง

โดยทั่วไปแล้ว การตกตะกอนในกระบวนการบำบัดน้ำดื่มจะดำเนินการตามขั้นตอนการจับตัวเป็นก้อนทางเคมีและการรวมกลุ่มของอนุภาค ซึ่งช่วยให้อนุภาคต่างๆ รวมตัวกันเป็นก้อนขนาดใหญ่ขึ้น ส่งผลให้ความเร็วในการตกตะกอนของสารแขวนลอยเพิ่มขึ้น และช่วยให้คอลลอยด์ตกตะกอนได้

การตกตะกอนถูกนำมาใช้ในการบำบัดน้ำเสียมานานหลายพันปีแล้ว^{[ 14 ]}

การบำบัด น้ำเสียขั้นต้นคือการกำจัดของแข็งที่ลอยและตกตะกอนได้โดยการตกตะกอน^{[ 15 ]}ถังตกตะกอนขั้นต้น จะ ลดปริมาณของของแข็งแขวนลอยรวมถึงสารมลพิษที่ฝังอยู่ในของแข็งแขวนลอย^{[ 16 ] : 5–9}เนื่องจาก ต้องใช้ สารเคมี จำนวนมาก ในการบำบัดน้ำเสียในครัวเรือน โดยทั่วไปจึงไม่ใช้การตกตะกอนทางเคมีและการรวมตัวของตะกอนในขั้นต้น โดยของแข็งแขวนลอยที่เหลือจะถูกลดลงในขั้นตอนต่อไปของระบบ อย่างไรก็ตาม การตกตะกอนและการรวมตัวของตะกอนสามารถใช้สำหรับการสร้างโรงบำบัดขนาดกะทัดรัด (เรียกอีกอย่างว่า "โรงบำบัดแบบแพ็คเกจ") หรือสำหรับการปรับปรุงคุณภาพน้ำที่บำบัดแล้วให้ดียิ่งขึ้น^{[ 17 ]}

ถังตกตะกอนที่เรียกว่า "ถังตกตะกอนขั้นที่สอง" จะกำจัดตะกอนที่เกิดจากการเจริญเติบโตทางชีวภาพที่เกิดขึ้นในวิธีการบำบัดขั้นที่สอง บางวิธี รวมถึงตะกอนเร่งปฏิกิริยาตัวกรอง แบบ หยดและ ถังสัมผัสทางชีวภาพ แบบหมุน^{[ 16 ] : 13}