水是人类赖以生存的自然资源。随着现代工业的迅猛发展，水资源遭到了极大的破坏，水污染已成为制约人类发展的主要因素之一。如何采取行之有效的污水处理方法来控制水资源的进一步恶化，已成为人类迫在眉睫的头等大事。 一体化氧化沟又称合建式氧化沟，它集曝气沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独的二沉池，是城市污水处理中投资小、占地少、工艺先进的一种方式。但是现在一体化氧化沟上大都采用转刷曝气作为其污水处理的主要物理化学方法，这种方法的主要缺点是能耗很高。同时由于没有对整个系统实现自动控制，而全靠人的手工操作，造成水质指标不稳定，并且系统的运行维护工作相当繁琐。 本文讨论了以活性污泥法为核心的一体化氧化沟生物处理系统的工艺流程和设计方法，并提出了一种新型的曝气方法——微孔曝气法，对原来的污水处理工艺进行了改造。微孔曝气法是指使空气从直径为微米级的微孔中溢出至水中，形成直径为微米级的气泡，充分与水接触。采用微孔曝气进行污水处理可以使空气与污水的接触面积成千倍乃至万倍的增大，视微孔直径的大小而定，从而使曝气的效率大大提高，节约能源。 我们采用基于CAN总线结构的污水处理DCS(集散控制系统)模型构建一体化氧化沟的整个控制系统。系统分为两级总线网络型式，即由服务器和客户机构成多用系统终端总线型式和现场过程控制的开放式现场总线型式，主要包括中央控制室(上位机)、现场控制器、现场数据采集和执行单元三大部分。我们分别对CAN总线以及系统各个部分的结构和功能设置作了详细说明。 论文还讨论了溶解氧的闭环控制问题。污水中溶解氧的浓度是利用活性污泥法进行污水处理的关键参数。我们采用两级闭环控制，外环控制的反馈信号是水中的COD值，它是污水是否被净化的指标。计算机按一定时间采样COD测试仪，然后综合当时的悬浮物浓度值和温度值，查询专家系统，确定目标DO值。内环控制的反馈信号是水中DO值。计算机比较含氧量计测得的真实DO值与目标DO值比较，根据模糊控制策略控制空气压缩机的气压和流量，实现曝气。只要保证足够的溶解氧浓度，就能保证污水处理的效果。