Подвійна аерація передбачає подачу компресором повітря безпосередньо в контактну ємність через спеціальний розпилювач мікробульбашок повітря. Вода надходить у контактну ємність і стикається з повітрям двічі: виливаючись через пасивну повітряну кишеню у верхній частині балона і стикаючись з протитечією дрібнодисперсних бульбашок повітря.
Подвійна аерація має більшу ефективність порівняно зі стандартною напірною аерацією щодо масопереносу сірководню і вуглекислоти з води в повітря і навпаки кисню з повітря у воду.
Відведення надлишку повітря, що нагнітається компресором, здійснюється через автоматичний воздуховідвідний клапан або електричну систему вентиляції, яка активується одночасно з повітряним компресором. Однак, якщо вода містить невелику кількість розчиненого заліза або має високу жорсткість метод «подвійної аерації» не рекомендується до застосовування. Залізо швидко окислюється при контакті з повітрям та блокує роботу каменю-розпилювача. Солі жорсткості формують тверді відкладення на камені-розпилювачі – на соплах каменю на межі розподілу “вода-повітря” порушується стабільність карбонатних сполук із втратою розчинності.
Подвійна аерація – стадія попередньої підготовки. Якщо молекулярний сірководень переважно видаляється вже на стадії подвійної аерації, дисоційований сульфід-іон окислюється і видаляється на наступній стадії фільтрації. Найкраще фільтруюче середовище для виконання роботи з видалення тільки запаху сірководню у воді – активоване каталітичне вугілля (наприклад, Centaur або GAC PLUS). Однак, якщо вода містить не тільки сірководень, але й розчинене залізо у високих концентраціях рекомендується застосування традиційних фільтрів-знезалізнювачів із протиточною регенерацією та класичним варіантом напірної аерації (подача повітря в потік). Більшість каталітичних завантажень для видалення заліза настільки ж ефективні щодо видалення сірководню з води (наприклад, Katalox Light, Greensand Plus або Pyrolox). З популярних каталітичних завантажень виняток становить Birm, який не рекомендується застосовувати за наявності сірководню у воді. Каталітичне вугілля Centaur або GAC PLUS здатне окислювати та фільтрувати сірководень та залізо, за умови, що вміст заліза у сирій воді не перевищує 1,5 мг/л.