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As piscinas biológicas são divididas em duas áreas: área de natação e área de plantas, sendo que o filtro de plantas é totalmente separado da área de banho, assemelhando-se com as piscinas tradicionais. Esta divisão é feita para impedir que o banhista mergulhe entre um emaranhado de plantas, infestadas de insetos e girinos.
Na área de plantas a água é limpa e mantida biologicamente pura através de espécies vegetais e de micro-organismos. As plantas são os produtores do sistema, uma vez que ao realizarem fotossíntese através da energia solar, produzem biomassa. Esta biomassa é consumida pelos micro-organismos, os consumidores do sistema, assim, toda a biomassa vai ser mineralizada pelos decompositores. Estes microrganismos transformam a matéria orgânica em substâncias inorgânicas (dióxido de carbono, água e sais minerais - nitratos, fosfatos, sulfatos, entre outros), substâncias estas que são necessárias para o crescimento das plantas, formando um ciclo permanente de trocas de matéria e de energia.
O material vegetal, ao assimilar os nutrientes da água, pelas folhas ou pela raiz, compete diretamente com as algas pela obtenção de alimento. Para controlar a expansão das algas, é necessário reduzir ao máximo a entrada de nutrientes e retirar parte da biomassa em excesso na piscina.
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Para completar este sistema é necessário instalar uma bomba que irá transportar a água da piscina de banho para a piscina de regeneração.
As piscinas biológicas além de serem um ótima opção para as químicas utilizadas nas piscinas tradicionais, ainda apresentam outra vantagem do ponto de vista arquitetônico: elas se integram melhor na paisagem do que as tradicionais piscinas feitas de cimento.