En los procesos de sedimentación de una suspensión bastante concentrada (> 500 m/L) característica de los fangos activos y de las suspensiones químicas floculadas se produce  además de la sedimentación libre o discreta y la sedimentación floculenta o difusa otro tipo de sedimentación conocida como sedimentación retardada.

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Este tipo de sedimentación por zonas recibe este nombre porque durante el proceso se producen varias fases o zonas a medida que avanza la precipitación de las partículas. Así se pueden distinguir varias fases: fase de clarificación, fase de transición y la fase de compactación.

La fase clarificada se produce por encima  de la región de sedimentación a medida que van precipitando las partículas. Las partículas dispersas  que permanecen en esta fase precipitaran como partículas discretas o floculadas , tal y como se ha descrito en las secciones anteriores.

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En lafase de transición la velocidad de sedimentación de las partículas disminuye como consecuencia de que las partículas están tan próximas las unas a las otras que sus campos de velocidad se interfieren entre si. El líquido experimenta un desplazamiento hacia arriba por los intersticios de las partículas frenando la sedimentación de éstas.

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Entre la fase de clarificación y de transición se produce una fase interfacial. La fase interfacial se mueve hacia abajo con una velocidad constante "Vs" mientras que la zona de transición se mueve hacia arriba con velocidad constante "Va", eventualmente estas dos fases se encuentran en un momento "tc" denominado momento crítico en el que la fase de transición desaparece.

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En la fase de compactación, las partículas entran en contacto físico produciéndose su compresión, ya que las fuerzas de interacción física entre las partículas es especialmente intensa. En el momento crítico el lodo sedimentado tiene una concentración denominada crítica, a partir de ese momento empieza a espesarse hasta alcanzar su concentración final.

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Al igual que sucedía en la sedimentación floculenta, la imposibilidad de adoptar un modelo matemático teórico para este tipo de sedimentación de aguas residuales de alta carga, es preciso obtener los parámetros de diseño mediante ensayos y análisis de laboratorio.

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A efectos del dimensionamiento de un decantador secundario, que describe sedimentación zonal, se tiene que tener en cuenta 3 factores: la superficie mínima para la clarificación del lodo, la superficie mínima para el espesamiento para alcanzar las concentraciones de lodo deseadas y la tasa de extracción del fango.

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A partir de las curvas típicas de sedimentación de estos lodos de tratamiento biológico se obtienen,  a través de los ensayos en columna, los valores de velocidad de sedimentación para la zona de clarificación y para la zona de espesamiento de lodos.

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Conocidas estas velocidades se determinará el área para la zona de clarificación y la zona de espesamiento del decantador y se elegirá como superficie de diseño del decantador aquella de las dos áreas que sea mayor. A partir de esa superficie se  estimarán el resto de parámetros de diseño: el tiempo de retención, la carga hidráulica y la carga de sólidos.

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Mediante el ensayo de sedimentación también se puede determinar el volumen necesario para el fango de la región de compresión. Así se ha comprobado que la velocidad de compactación en esta zona corresponde a un modelo cinético de primer orden, es decir, la velocidad de sedimentación es proporcional a las diferencias de alturas del fango transcurridos intervalos de tiempo.