氧化沟是延时曝气活性污泥法的一种特殊形式，主要特点为曝气池呈封闭，环状跑道式，池体狭长，池深较浅，沟槽中有表面曝气装置。常见的氧化沟有奥贝尔氧化沟，三沟式氧化沟以及卡鲁塞尔氧化沟。
1.奥贝尔(Orbal)氧化沟
Orbal氧化沟又称同心圆型氧化沟,奥贝尔氧化一般沟由三个同心椭圆形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。
在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。三个廊道的溶解氧分别控制为0~0.3mg/L ，0.5~1.5mg/L ，2~3mg/L ,通过控制曝气强度，使外圈廊道的供氧速率与渠道内好氧速率相近，保证混合液的硝化反应。同时因为溶解氧浓度低，反硝化菌可以利用硝酸盐作为电子受体进行反硝化反应。氮素在中圈的反应过程是一个同步硝化反硝化过程。
2.三沟式氧化沟
三沟式氧化沟（又称T型氧化沟）是氧化沟的一种典型构造型式。
三沟式氧化沟平面图
三沟式氧化沟工艺主要按下面六个阶段轮换运行。
阶段A：污水经配水井进入沟Ⅰ，沟内转刷以低速运转，转速控制在仅能维持水和污泥混合，并推动水流循环流动，但不足以供给微生物降解有机物所需的氧。此时，沟Ⅰ处于缺氧状态，沟内活性污泥利用水中的有机物作为碳源，活性污泥中的反硝化菌则利用前一段产生的硝酸盐中的氧来降解有机物，释放出氮气，完成反硝化过程。同时沟I的出水堰自动升起，污水和污泥混合液进人沟Ⅱ.沟Ⅱ内的转刷以高速运行，保证沟内有足够的溶解氧来降解有机物，并使氨氮转化为硝酸盐，完成硝化过程.处理后的污水流入沟Ⅲ，沟Ⅲ中的转刷停止运转，起沉淀池的作用，进行泥水分离，由沟Ⅲ处理后的水经自动降低的出水堰排出。
阶段B：进水改从处于好氧状态的沟Ⅱ流入，并经沟互Ⅲ沉淀后排出。同时沟Ⅰ中的转刷开始高速运转，使其从缺氧状态变为好氧状态，并使阶段A进入沟Ⅰ的有机物和氨氮得到好氧处理，待沟内的溶解氧上升到一定值后，该阶段结束。
阶段C：迸水仍然从沟Ⅱ注入，经沟Ⅲ排出.但沟Ⅰ中的转刷停止运转，开始进行泥水分离，待分离完成，该阶段结束。阶段A、B、C组成了上半个工作循环.
阶段D：进水改从沟Ⅲ流入，沟Ⅲ出水堰升高，沟Ⅰ出水堰降低，并开始出水。同时，沟Ⅲ中转刷开始低速运转，使其处于缺氧状态.沟Ⅱ则仍然处于好氧状态，沟Ⅰ起沉淀池作用。阶段D与阶段A的水淹方向恰好相反，沟Ⅲ起反硝化作用，出水由沟Ⅰ排出。
阶段E：类似于阶段B，进水又从沟Ⅱ流入，沟Ⅰ仍然起沉淀他作用，沟Ⅲ中的转刷开始高速运转，并从缺氧状态变为好氧状态。
阶段F：类似于阶段C，沟Ⅱ进水，沟Ⅰ沉淀出水。沟Ⅲ中的转刷停止运转，开始泥水分离。至此完成整个循环过程。
通常一个工作循环需4-8小时，在整个循环过程中，中间的沟始终处于好氧状态，而外侧两沟中的转刷则处于交替运行状态，当转刷低速运转时，进行反硝化过程，转刷高速运转时，进行硝化过程，而转刷停止运转时，氧化沟起沉淀池作用。
3.卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟
卡鲁塞尔氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制。它的研制目的是为满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并能维持较高的传质效率，以克服小型氧化沟沟深较浅，混合效果差等缺陷。
卡鲁塞尔氧化沟平面图
Carrousel氧化沟是一个完全混合曝气池，其浓度变化系数极小甚至可以忽略不计，进水将迅速得到稀释，因此它具有很强的抗冲击负荷能力。但对于氧化沟中的某一段则具有某些推流式的特征，即在曝气器下游附近地段溶解氧浓度较高，但随着与曝气器距离的不断增加则溶解氧浓度不断降低（出现缺氧区）。这种构造方式使缺氧区和好氧区存在于一个构筑物内，充分利用了其水力特性，达到了高效生物脱氮的目的。
