氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化，最早的氧化溝渠不是由鋼筋混凝土建成的，而是加以護(hù)坡處理的土溝渠，是間歇進(jìn)水間歇曝氣的，從這一點(diǎn)上來說，氧化溝最早是以序批方式處理污水的技術(shù)。
1954年荷蘭建成了世界上第一座氧化溝污水處理廠，其原型為一個(gè)環(huán)狀跑道式的斜坡池壁的間歇運(yùn)行反應(yīng)池，白天用作曝氣池，晚上用作沉淀池，其生化需氧量(BOD)去除率可達(dá)97%，由于其結(jié)構(gòu)簡單，處理效果好，從而引起了世界各國廣泛的興趣和關(guān)注。
氧化溝(Oxidation Ditch)污水處理的整個(gè)過程如進(jìn)水、曝氣、沉淀、污泥穩(wěn)定和出水等全部集中在氧化溝內(nèi)完成，最早的氧化溝不需另設(shè)初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流設(shè)備。后來處理規(guī)模和范圍逐漸擴(kuò)大，它通常采用延時(shí)曝氣，連續(xù)進(jìn)出水，所產(chǎn)生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時(shí)得到穩(wěn)定，不需設(shè)置初沉池和污泥消化池，處理設(shè)施大大簡化。不僅各國環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)非常重視，而且世界衛(wèi)生組織（WH0）也非常重視。在美國已建成的污水處理廠有幾百座，歐洲已有上千座。在我國，氧化溝技術(shù)的研究和工程實(shí)踐始于上一世紀(jì)70年代，氧化溝工藝以其經(jīng)濟(jì)簡便的突出優(yōu)勢已成為中小型城市污水廠的首選工藝。
氧化溝技術(shù)的演變和發(fā)展
氧化溝工藝自誕生以來，其發(fā)展過程可分為四個(gè)階段：
1.第一代氧化溝——Pasveer氧化溝
Pasveer氧化溝當(dāng)時(shí)用來處理村鎮(zhèn)的污水，服務(wù)人口只有340人。這是一種間歇流的處理廠，它把常規(guī)處理系統(tǒng)的四個(gè)主要內(nèi)容合并在一個(gè)溝中完成，白天進(jìn)水曝氣，夜間用作沉淀池，BOD5的去除率達(dá)到97%左右。
采用臥式表面曝氣機(jī)曝氣及推流，每隔一段時(shí)間，Pasveer氧化溝的曝氣機(jī)就需停下來，使溝內(nèi)的污泥沉淀，排出處理后的出水。第一代氧化溝溝深1～2.5m，為了達(dá)到連續(xù)運(yùn)行，Pasveer氧化溝發(fā)展的多種形式，設(shè)置了二沉池。這一階段的氧化溝主要是延時(shí)曝氣系統(tǒng)。
2.第二代氧化溝——規(guī)模型和用于處理工業(yè)廢水
氧化溝因其簡易、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，自60年代以來其數(shù)量和規(guī)模不斷增長和擴(kuò)大，處理能力已從300人口當(dāng)量發(fā)展到目前的1000萬人口當(dāng)量。處理對(duì)象也從處理生活污水發(fā)展到既能處理城市污水又能處理工業(yè)廢水。這期間，有相當(dāng)多的工業(yè)廢水也相繼采用氧化溝技術(shù)進(jìn)行處理的工程范例。
新一代氧化溝由于采用直徑1米的曝氣刷（Mammoth Rotor系由Passavant公司生產(chǎn)）和立式曝氣器（DHV公司），使氧化溝的溝深逐步擴(kuò)大。使用Mammoth Rotor溝深可達(dá)3.5m，溝寬可達(dá)20m。而使用立式曝氣器的氧化溝，后來稱為Carrousel氧化溝，溝深可達(dá)4.5m。這一階段的氧化溝考慮到了硝化和反硝化（SimultaneousNitrification/Denitrification）。
3.第三代氧化溝——多樣性發(fā)展
隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，人們從不同的角度對(duì)氧化溝作了深入細(xì)致的研究，出現(xiàn)了許多種新型的氧化溝，如：
DHV公司的Carrousel 2000型、Carrousel Dlenit型、DHV—EIMCO Carrousel氧化溝、丹麥Kruger公司的雙溝、三溝式氧化溝、德國Passavant公司使用Mammoth Rotor的深型氧化溝、美國Envirex公司的Orbal多環(huán)型氧化溝。
這一階段的氧化溝進(jìn)一步考慮到了利用氧化溝進(jìn)行除磷脫氮處理，許多新的概念被提出來，產(chǎn)生了許多新的設(shè)計(jì)方法。在這一時(shí)期，氧化溝出現(xiàn)不只是延時(shí)曝氣低負(fù)荷系統(tǒng)，還出現(xiàn)了所謂“高負(fù)荷氧化溝”、“要求硝化的氧化溝”、“要求硝化反硝化及除磷的氧化溝”及“要求污泥穩(wěn)定的氧化溝”等，還有許多的新的溝型出現(xiàn)。
4.第四代的氧化溝——曝氣凈化與污泥的沉淀分離一體化
80年代初期，美國最早提出將二沉淀池直接設(shè)置在氧化溝中的一體氧化溝概念，在短短的十幾年中，這一概念在實(shí)際中得到迅速發(fā)展和應(yīng)用，并顯示出極為廣闊的前景。所謂一體化氧化溝，就是充分利用氧化溝較大的容積和水面，在不影響氧化溝正常運(yùn)行的情況下，通過改進(jìn)氧化溝部分區(qū)域的結(jié)構(gòu)或在溝內(nèi)設(shè)置一定的裝置，使污水分離過程在氧化溝內(nèi)完成。美國環(huán)境保護(hù)局將這一技術(shù)稱之謂革新即可選擇的（I/A）技術(shù)。
一體化氧化溝由于其中沉淀區(qū)結(jié)構(gòu)形式及運(yùn)行方式不同，有多種型式，例如：
1）帶溝內(nèi)分離器的一體化氧化溝（BMTS式）
2）船形一體化氧化溝
3）側(cè)溝或中心島式一體化氧化溝（中國）
4）交替曝氣式氧化溝
氧化溝技術(shù)的展望
氧化溝自從Pasveer氧化溝1954年出現(xiàn)以來，就是依靠其簡便的方式處理污水而得到不斷發(fā)展的。氧化溝應(yīng)用多年，經(jīng)久不衰，而且取得相當(dāng)多的突破，例如：1968年出現(xiàn)了Carrousel氧化溝，1970年出現(xiàn)了Orbal氧化溝，1993年出現(xiàn)了Carrouse1 2000型氧化溝，1998年出現(xiàn)了Carrouse1 1000型氧化溝，而且還在不斷發(fā)展，1999年又出現(xiàn)了Carrouse1 3000型氧化溝，80年代初出現(xiàn)了一體化氧化溝等。
究其原因，可以這樣說，氧化溝技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)勢在于氧化溝的環(huán)流，由于這種環(huán)流，是造成氧化溝長久不衰的內(nèi)在原因，外在原因則是其具有多功能性、污泥穩(wěn)定、出水水質(zhì)好和易于管理。氧化溝有別于其它活性污泥的主要特征是環(huán)形池型，或者說只要保持溝渠首尾相接，水流循環(huán)流動(dòng)，選用的特定設(shè)計(jì)參數(shù)、溝型和運(yùn)行方式，就會(huì)給運(yùn)行者和設(shè)計(jì)者帶來極大方便，其靈活性和適應(yīng)性也非常強(qiáng)，有進(jìn)一步研究、發(fā)展和應(yīng)用的廣闊空間。同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
1）提高中小城市污水治理率是今后污水治理領(lǐng)域的重點(diǎn)，對(duì)于規(guī)模小于10萬噸/天的中小型污水處理廠來說，氧化溝和SBR是首選工藝，目前總體來說應(yīng)用最多的是氧化溝工藝，在氧化溝各種工藝中，考慮其各自的特點(diǎn)及污水脫氮除磷的要求，推薦中小城市使用較成熟的卡魯塞爾氧化溝.對(duì)于合建式一體化氧化溝，國內(nèi)應(yīng)用該工藝的污水廠已超過十余座，是未來氧化溝工藝發(fā)展的一個(gè)主要方向。
2）近年來，在氧化溝中嘗試使用各種綜合曝氣裝置，即采用曝氣器與水下混合器獨(dú)立運(yùn)行，將氧化溝中的水流循環(huán)混合作用與曝氣傳氧作用區(qū)分開來，使氧化溝中交替出現(xiàn)缺氧與好氧狀態(tài)，已達(dá)到脫氮除磷目的，同時(shí)這種運(yùn)行方式還能取得節(jié)能的效果。據(jù)報(bào)道，這種綜合曝氣系統(tǒng)已在國外得到應(yīng)用，在國內(nèi)也可嘗試并推廣采用這種綜合曝氣設(shè)備。
3）微孔曝氣氧化溝工藝即保留了氧化溝沿水流方向間斷曝氣和循環(huán)流動(dòng)的特點(diǎn)，又克服了氧化溝因采用表面曝氣機(jī)而占地面積大，充氧效率低，水流斷面流速不均，池底易沉淀等不足，不失為一種可推廣使用的工藝。
4）在土地十分緊張的地區(qū)，在取得較準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上，可考慮使用立體式循環(huán)氧化溝。
5）在氧化溝工藝設(shè)計(jì)中，溝深的設(shè)計(jì)是一個(gè)很重要的問題，盡管水下推進(jìn)器的使用使溝深有所提高，但也并非越大越好，因?yàn)橛行畹脑黾訒?huì)引起能量模式的改變，從而需增加動(dòng)力設(shè)備就不同，引起投資和運(yùn)行費(fèi)用的提高。不同地質(zhì)情況，不同進(jìn)水水質(zhì)及處理要求，有不同的溝深要求。因此，每一個(gè)選用氧化溝工藝的污水廠，都因根據(jù)各種因素綜合分析以確定最佳的溝深。
