1、DE氧化沟
DE氧化沟是指两个相同容积的氧化沟组成的处理系统。DE型氧化沟为双沟半交替工作式氧化沟系统，具有良好的生物除氮功能。它与D型、T型氧化沟的不同之处是二沉池与氧化沟分开，并有独立的污泥回流系统。而T型氧化沟的两侧沟轮流作为沉淀池。
DE氧化沟内两个氧化沟相互连通，串联运行，交替进水。沟内设双速曝气转刷，高速工作时曝气充氧，低速工作时只推动水流，基本不充氧，使两沟交替处于厌氧和好氧状态，从而达到脱氮的目的。若在DE氧化沟前增设一个缺氧段，可实现生物除磷，形成脱氮除磷的DE型氧化沟工艺。该工艺的运行分为四个阶段，具体如下。
阶段A:污水与二沉池回流污泥均流入缺氧池，经池中的搅拌器作用使其充分混合，避免污泥沉淀，混合液经配水井进入第一沟。第一沟在前一阶段已进行了充分的曝气和硝化作用，微生物已吸收了大量的磷，在该阶段，第一沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量不足，此系统处于厌氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。第二沟的出水堰自动降低，处理后的污水由第二沟流入二沉池。在阶段A的末了时，由于第一沟处于缺氧状态，吸收的磷将释放到水中，因此此沟中磷的浓度将会升高。而第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，微生物吸收水中的磷，因此该沟中磷的浓度将下降。
阶段B：污水与二沉池回流污泥、配水后进入第一沟，此时第一沟与第二沟的转刷均高速运转充氧，进水中的磷与阶段A第一沟释放的磷进入好氧条件的第二沟中，第二沟中混合液磷含量低，处理后污水由第二沟进入二沉池。
阶段C：阶段C与阶段A相似，第一沟和第二沟的工艺条件互换，功能刚好相反。
阶段D：阶段D与阶段B相似，阶段B与阶段D是短暂的中间阶段。第一沟和第二沟的工艺条件相同。两个沟中转刷均高速运转充氧，使吸收磷的微生物和硝化菌有足够的停留时间。但第一沟和第二沟的进出水条件相反。
从上述的运行过程来看，通过适当调节处理过程的不同阶段，则可以得到低浓度的TP和TN的出水。
DE型氧化沟的优点：
⑴由于两沟交替硝化与反硝化，缺氧区和好氧区完全分开，污水始终从缺氧区进入，因此可保持较好的脱氮效果，且不需要混合液内回流系统。
⑵单独设置二沉池，提高了设备的利用率和池体容积的利用率。
⑶同时两沟池体和转刷设备的交替运转均可通过自控程序进行控制运行。
DE型氧化沟的缺点：
⑴DE氧化沟存在氧化沟的沟深较浅，因此占地面积较大。
⑵由于工艺为了满足两沟交替硝化与反硝化的功能需要，曝气设备按照双电机配置，投资和运行费用较高，并且增加了设备投资和运行检修的复杂性。
氧化沟是在传统活性污泥法的基础上发展起来的连续循环完全混合工艺，是用延时曝气法处理废水的一种环形渠道，平面多为椭圆形，总长可达几十米，甚至几百米以上。在沟渠内安装与渠宽等长的机械式表面曝气装置，常用的有转刷和叶轮等。曝气装置一方面对沟渠中的污水进行充氧，一方面推动污水作旋转流动。氧化沟多用于处理中、小流量的生活污水和工业废水，可以间歇运转，也可以连续运转。
2、氧化沟工艺的特点：
(1)氧化沟的沟渠长度较大，污水在氧化沟内停留的时间长，污水的混合效果好。可以不没初沉池，有机悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度;
(2)氧化沟的曝气装置具有两个功能:供氧并推动水流以一定的流速循环流动。污泥的BOD负荷低，同延时曝气法。对水质和水量的变动有较强的适应性;
(3)污泥龄长，有利于硝化菌的繁殖，在氧化沟内可产生硝化反应;污泥产率低，且多已达到稳定的程度，不需要再进行硝化处理，可直接进行浓缩脱水。
(4)如采用一体式氧化沟，可不单独设二次沉淀池，使氧化沟与二沉池合建。中间的沟渠连续作为曝气池，两侧的沟渠交替作为曝气池和二次沉淀池，污泥自动回流，节省了二沉池与污泥回流系统的费用。
2、我国较常采用的氧化沟系统
我国较常采用并应用较好的氧化沟系统有:
(1)多沟串联氧化沟系统，如广西省桂林东区污水处理厂的4廊道氧化沟系统，日处理能力4万立万米。
每组沟渠内安装一台表面曝气器，靠近曝气器的下游为富氧区，上游为低氧区，外环可能成为缺氧区。
(2)交替工作氧化沟系统(一体式氧化沟)，如邯郸市东污水处理厂引进丹麦的三沟氧化沟系统，日处埋能力6.6万立万米。
污水顺序从三沟进入，两侧边沟交替作为曝气池和沉淀池。转刷有时高速充氧，有时低速搅拌不充氧，有时停机沉淀，池中污水交替处于好氧和缺氧状态。
氧化沟工艺主要由三部分组成:格栅和曝气沉沙池组成的预处理部分、氧化沟生物处理部分和污泥脱水部份。
3、传统硝化反硝化有什么缺点？
①工艺流程长，占地面积大，基建投资高；
②硝化过程要在有氧的条件下进行，需要大量能耗；
③反硝化过程需要碳源，而废水中的CODCr在硝化曝气时己大部分被去除，因此反硝化时要另加碳源；
④系统为维持较高的生物浓度及获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和硝化回流，这样增加了动力消耗和运行费用；
⑤为中和硝化过程中产生的酸度，需要外加一定量的碱，增加了处理费用。
4、硝化作用
硝化作用是指氨在微生物作用下氧化为硝酸的过程。硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。
硝化细菌从铵或亚硝酸的氧化过程中获得能量用以固定二氧化碳，但它们利用能量的效率很低，亚硝酸菌只利用自由能的5～14％；硝酸细菌也只利用自由能的5～10％。因此,它们在同化二氧化碳时，需要氧化大量的无机氮化合物。
土壤中硝化细菌的数量首先受铵盐含量的影响，一般耕地里，每克土中只有几千至几万个。添加铵盐即可使其数量增至几千万个。土壤中性偏碱，通气良好，水分为田间持水量的50～70％，温度为10～30℃时，最适宜硝化细菌的生长繁殖，铵盐也能迅速被转化为硝酸盐。
自然界中,除自养硝化细菌外,还有些异养细菌、真菌和放线菌能将铵盐氧化成亚硝酸和硝酸，异养微生物对铵的氧化效率远不如自养细菌高，但其耐酸，并对不良环境的抵抗能力较强，所以在自然界的硝化作用过程中，也起着一定的作用。
作用机理
硝化作用由自养型细菌分阶段完成。
第一阶段
第一阶段为亚硝化，即氨氧化为亚硝酸的阶段。参与这个阶段活动的亚
硝化作用过程
硝酸细菌主要有 5个属：亚硝化毛杆菌属(Nitrosomonas) ；亚硝化囊杆菌属(Nitrosocystis)；亚硝化球菌属(Nitrosococcus)；亚硝化螺菌属(Nitrosospira)和亚硝化肢杆菌属(Nitrosogloea)。其中，尤以亚硝化毛杆菌属的作用居主导地位，常见的有欧洲亚硝化毛杆菌 (Nitrosomonas europaea)等。
第二阶段
第二阶段为硝化，即亚硝酸氧化为硝酸的阶段。参与这个阶段活动的硝酸细菌主要有3个属：硝酸细菌属(Nitrobacter)；硝酸刺菌属 (Nitrospina)和硝酸球菌属
(Nitrococcus)。其中以硝酸细菌属为主，常见的有维氏硝酸细菌(Nitrobacter winogradskyi)和活跃硝酸细菌 (N. agilis)等。
其他硝化细菌
除上述的自养型微生物外，土壤中还有大量多种异养型微生物在培养基上，也能将氨和有机氮化物氧化为N囯或囶,但其硝化能力低于自养型硝化细菌。也有人认为，异养型硝化微生物的硝化能力虽弱，但在土壤中的数量却十分庞大，因而在硝化作用中也有相当意义。
编辑本段影响因素
土壤中的硝化作用受pH、水分和温度等生态因子的影响。中性或碱性土壤最适宜硝化作用的进行，pH低于6.0时硝化作用速率显着下降；低于5.0则作用甚微。硝化细菌的不同种类对pH的要求也不同。通常，来自酸性土壤的种类较来自碱性土壤者能忍受较低的pH。土壤的含水量（或通气状况）和温度是硝化作用强度的函数。处于湿润状态的土壤（其含水量为最大持水量的60％左右）最适宜于硝化作用的进行，而干燥的土壤则有碍硝化细菌的存活。有利于硝化作用的温度范围为4～40℃。土壤中固有的硝化细菌对温度的适应性与其所处的气候带有关。如在热带地区土壤中，硝化作用的最适温度可高达35℃。
此外，由于硝化作用的基质（铵）有的来自周期地向土壤中施入的铵态肥料，有的来自土壤中固有的有机氨化物经氨化作用形成的铵，基质来源的这种差异也会对硝化作用产生影响。其他影响硝化作用的因素还有作物根系、微量重金属、各种除草剂和化学制剂等。
编辑本段对土壤肥力和环境的影响
硝化作用所产生的 N囶，由于不能被土壤胶体所吸附,除供植物吸收外,其余部分或随水流（径流和渗漏）离开土体，或经反硝化作用而还原为N2和N2O,逸入大气之中，造成大气环境污染和土壤氮的损失。尤其是在土壤大量施用铵态化学肥料（如硫铵和硝铵）以后,所产生的大量N囶和相当数量的N囯,一旦随水流进入饮用水中，不仅会促使水质向富营养化发展，滋生大量浮生生物，一旦进入动物体内，还会发生氧化血红蛋白症，阻碍体内氧的运输，对婴儿的威胁尤为严重。N囶及N囯还极易转化为亚硝胺(NH2NO2),已证明是一种致癌、致畸、甚至导致胎儿死亡的有害物质。
5、反硝化作用
也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途，一是利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3-→NH4+→有机态氮。许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养。另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮（N2），称为反硝化作用或脱氮作用：
NO3-→NO2-→N2↑。能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示：
C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量
CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量
少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同化二氧化碳，以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。可进行以下反应：
5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4
反硝化作用使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用
编辑本段硝化细菌及分类
细菌概述
硝化细菌 ( nitrifying ) 是一种好气性细菌，包括亚硝化菌和硝化菌。生活在有氧的水中或砂层中，在氮循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。将NH4+转变为
N03-
细菌分类
硝化细菌属于自营性细菌，包括两种完全不同的代谢群：亚硝酸菌属( nitrosomonas ) 及硝酸菌属 ( nitrobacter )，它们包括形态互异的杆菌、球菌和螺旋菌。亚硝化菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化叶菌属中的细菌。硝化菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。两类菌均为专性好气菌，在氧化过程中均以氧作为最终电子受体。大多数为专性化能自养型，不能在有机培养基上生长，例如亚硝化单胞菌（Nitrosomonas）、亚硝化螺菌（Ni-trosospira）、亚硝化球菌（Nitrosococcus）、亚硝化叶菌（Ni-trosolobus）、硝化刺菌（Nitrospina）、
硝化球菌（Nitrococcus）等。只有少数为兼性自养型，也能在某些有机培养基上生长，例如维氏硝化杆菌（Nitrobacterwinogradskyi）的一些品系。从形态上看，也有多样，如球形、杆状、螺旋形等，但均为无芽孢的革兰氏阴性菌；有些有鞭毛能运动，如亚硝化叶菌，借周身鞭毛运动；有些无鞭毛不能运动，如硝化刺菌。一般分布于土壤、淡水、海水中，有些菌仅发现于海水中，例如硝化球菌、硝化刺菌。