氧化沟利用循环环式反应池(Continuous Loop Reator, 简称CLR)作生物反应池，并使用一种带方向控制的曝气和搅动装置向反应池中的液体传递水平速度，从而使其在池中循环。 氧化沟工艺是活性污泥法的一种变型，在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连接的循环流曝气沟渠。最早的氧化沟渠是土沟渠，间歇进水、间歇曝气，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的。1954年荷兰建成了世界第一座氧化沟污水处理厂，为一个环状跑道、斜坡式池壁反应池，采用间歇运行方式，白天用作曝气池，晚上用作沉淀池，结构简单，处理效果好。

氧化沟污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需设初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备，采用延时曝气，连续进出水，所产生的污泥在污水净化的同时得到稳定，处理设施大大简化。在我国，氧化沟技术的研究和工程实践始于20世纪70年代，目前氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺。

氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈椭圆形，也可以是长方形、圆形或其他形状，沟截面形状多为矩形和梯形。

氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄，因此相比传统活性污泥法，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，使氧化沟具有独特水力学特征和工作特性。

(1)氧化沟结合了推流和完全混合的特点，有利于克服短路，提高缓冲能力。氧化沟内的污水在短期内（如一个循环）呈推流状态，能使人流至少经历一个循环而避免短路；在长期内（污水在池中一般会经过几十圈的循环多次循环），污水呈混合状态，即使某个时刻有高浓度和有毒的废水进入，进入沟内的污水也会立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统又具有很强的耐冲击负荷能力。

(2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，加上曝气装置定位，因此， 混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区， 实现硝化反硝化工艺。

(3)沟内功率密度的不均匀配备，有利于充氧、液体混合及污泥絮凝。

(4)氧化沟的整体功率密度较低，可节约能耗。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%~30%。

(5)与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单、操作管理方便、出水水质好、工艺可靠性强、基建投资省、运行费用低等优点。

    氧化沟技术的发展

工艺的改良过程大致可分为四个阶段，见下表。