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又稱循環曝氣池，是活性污泥法的一種變法。圖3－6則為以氧化溝為生物處理單元的污水處理流程。

與傳統活性污泥法曝氣池相較，氧化溝具有下列各項特征：

（1）在構造方面：氧化溝一般呈環形溝渠狀，平面多為橢圓形或圓形，總長可達幾十米，甚至百米以上。溝深取決于曝氣裝置，自2m至6m。單池的進水裝置比較簡單，只要伸入一根進水管即可，如雙池以上平行工作時，則應設配水井。采用交替工作系統時，配水井內還要設自動控制裝置，以變換水流方向。出水一般采用溢流堰式，宜于采用可升降式，以調節池內水深。采用交替工作系統時，溢流堰應能自動啟閉，并與進水裝置相呼應以控制溝內水流方向。

（2）在水流混合方面：在流態上，氧化溝介于完全混合與推流之間。污水在溝內的流速υ平均為0.4m／s，氧化溝總長為L，當L為100~500m時，污水完成一個循環所需時間約為4~20min，如水力停留時間定為24h，則在整個停留時間內要作72~360次循環。可以認為在氧化溝內混合液的水質是幾近一致的，從這個意義來說，氧化溝內的流態是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝氣裝置的下游，溶解除氧濃度從高向低變動，甚至可能出現缺氧段。氧化溝的這種獨特的水力流動狀態，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其區分為富氧區、缺氧區，用以進行硝化和反硝化，取得脫氮的效應。

（3）在工藝方面：可考慮不設初沉池，有機性懸浮物在氧化溝內能夠達到好氧穩定的程度。可考慮不單設二次沉淀池，但氧化溝與二次沉淀池合建，可省去污泥回流裝置。BOD負荷低，類同活性污泥法的延時曝氣系統，因此，對水溫、水質、水量的變動有較強的適應性；污泥齡（生物固體平均停留時間）一般可達15~30d，污泥產率低，且多已達到穩定的程度，勿需再進行消化處理。

氧化溝的曝氣裝置有橫軸曝氣裝置（如轉刷曝氣器和爆氣轉盤等）、縱軸曝氣裝置（如表面機械曝氣器等）、射流曝氣器和提升管式曝氣裝置。

當前國內外常用的有卡羅塞（Carrousel）氧化溝、交替工作氧化溝，二次沉淀池交替運行氧化溝，奧巴勒（Orbal）型氧化溝、曝氣—沉淀一體化氧化溝等。