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(lái)說(shuō)，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(chǎng)，其原型為一個(gè)環(huán)狀跑道式的斜坡池壁的間歇運行反應池，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97%，由于其結構簡(jiǎn)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(guò)程如進(jìn)水、曝氣、沉淀、污泥穩定和出水等全部集中在氧化溝內完成，最早的氧化溝不需另設初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流設備。后來(lái)處理規模和范圍逐漸擴大，它通常采用延時(shí)曝氣，連續進(jìn)出水，所產(chǎn)生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時(shí)得到穩定，不需設置初沉池和污泥消化池，處理設施大大簡(jiǎn)化。不僅各國環(huán)境保護機構非常重視，而且世界衛生組織（WH0）也非常重視。在美國已建成的污水處理廠(chǎng)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70年代，氧化溝工藝以其經(jīng)濟簡(jiǎn)便的突出優(yōu)勢已成為中小型城市污水廠(chǎng)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(lái)，其發(fā)展過(guò)程可分為四個(gè)階段：
1.第一代氧化溝——Pasveer氧化溝
Pasveer氧化溝當時(shí)用來(lái)處理村鎮的污水，服務(wù)人口只有340人。這是一種間歇流的處理廠(chǎng)，它把常規處理系統的四個(gè)主要內容合并在一個(gè)溝中完成，白天進(jìn)水曝氣，夜間用作沉淀池，BOD5的去除率達到97%左右。
采用臥式表面曝氣機曝氣及推流，每隔一段時(shí)間，Pasveer氧化溝的曝氣機就需停下來(lái)，使溝內的污泥沉淀，排出處理后的出水。第一代氧化溝溝深1～2.5m，為了達到連續運行，Pasveer氧化溝發(fā)展的多種形式，設置了二沉池。這一階段的氧化溝主要是延時(shí)曝氣系統。
2.第二代氧化溝——規模型和用于處理工業(yè)廢水
氧化溝因其簡(jiǎn)易、運行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，自60年代以來(lái)其數量和規模不斷增長(cháng)和擴大，處理能力已從300人口當量發(fā)展到目前的1000萬(wàn)人口當量。處理對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大。使用Mammoth Rotor溝深可達3.5m，溝寬可達20m。而使用立式曝氣器的氧化溝，后來(lái)稱(chēng)為Carrousel氧化溝，溝深可達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(zhù)氧化溝技術(shù)的發(fā)展，人們從不同的角度對氧化溝作了深入細致的研究，出現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(lái)，產(chǎn)生了許多新的設計方法。在這一時(shí)期，氧化溝出現不只是延時(shí)曝氣低負荷系統，還出現了所謂“高負荷氧化溝”、“要求硝化的氧化溝”、“要求硝化反硝化及除磷的氧化溝”及“要求污泥穩定的氧化溝”等，還有許多的新的溝型出現。
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行的情況下，通過(guò)改進(jìn)氧化溝部分區域的結構或在溝內設置一定的裝置，使污水分離過(guò)程在氧化溝內完成。美國環(huán)境保護局將這一技術(shù)稱(chēng)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結構形式及運行方式不同，有多種型式，例如：
1）帶溝內分離器的一體化氧化溝（BMTS式）
2）船形一體化氧化溝
3）側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年出現以來(lái)，就是依靠其簡(jiǎn)便的方式處理污水而得到不斷發(fā)展的。氧化溝應用多年，經(jīng)久不衰，而且取得相當多的突破，例如：1968年出現了Carrousel氧化溝，1970年出現了Orbal氧化溝，1993年出現了Carrouse1 2000型氧化溝，1998年出現了Carrouse1 1000型氧化溝，而且還在不斷發(fā)展，1999年又出現了Carrouse1 3000型氧化溝，80年代初出現了一體化氧化溝等。
究其原因，可以這樣說(shuō)，氧化溝技術(shù)發(fā)展的強勢在于氧化溝的環(huán)流，由于這種環(huán)流，是造成氧化溝長(cháng)久不衰的內在原因，外在原因則是其具有多功能性、污泥穩定、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(shuō)只要保持溝渠首尾相接，水流循環(huán)流動(dòng)，選用的特定設計參數、溝型和運行方式，就會(huì )給運行者和設計者帶來(lái)極大方便，其靈活性和適應性也非常強，有進(jìn)一步研究、發(fā)展和應用的廣闊空間。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)，對于規模小于10萬(wàn)噸/天的中小型污水處理廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，氧化溝和SBR是首選工藝，目前總體來(lái)說(shuō)應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.對于合建式一體化氧化溝，國內應用該工藝的污水廠(chǎng)已超過(guò)十余座，是未來(lái)氧化溝工藝發(fā)展的一個(gè)主要方向。
2）近年來(lái)，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立運行，將氧化溝中的水流循環(huán)混合作用與曝氣傳氧作用區分開(kāi)來(lái)，使氧化溝中交替出現缺氧與好氧狀態(tài)，已達到脫氮除磷目的，同時(shí)這種運行方式還能取得節能的效果。據報道，這種綜合曝氣系統已在國外得到應用，在國內也可嘗試并推廣采用這種綜合曝氣設備。
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，在取得較準確的設計參數的基礎上，可考慮使用立體式循環(huán)氧化溝。
5）在氧化溝工藝設計中，溝深的設計是一個(gè)很重要的問(wèn)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，因為有效水深的增加會(huì )引起能量模式的改變，從而需增加動(dòng)力設備就不同，引起投資和運行費用的提高。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(chǎng)，都因根據各種因素綜合分析以確定最佳的溝深。
