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Orbal氧化沟由于管理方便、处理效果稳定而得到了广泛的应用，但在实践中也出现诸如溶解氧分布不均、沟底部积泥等问题。目前对Orbal氧化沟内的流场特性、沟内污泥沉积状况及改善方式的定量研究在国内外还尚未见报道。本文选取处理10000m3/d石化废水的Orbal氧化沟为研究对象，在实测其沟内溶解氧浓度和流速，以及进出水水质和GC-MS难降解有机物分析基础之上，建立数学模型，分别对氧化沟的流场和出水水质进行模拟，探讨改善流场分布、降低运行能耗并提高处理效果的相关措施。结论如下：
(1)通过实际测定氧化沟的流速，建立模型对流场分布进行模拟，并将DO作为影响因素加入到计算过程中。计算结果表明，DO加入计算因素前，各测点平均流速模拟计算值与实测值间的平均相对误差为1.68％；DO加入计算因素后，各测点平均流速模拟计算值与实测值间的平均相对误差为1.3％，将DO加入到计算因素中，所得计算结果更接近真实情况。
(2)分别于氧化沟弯道部分张角15°、30°、45°、60°、75°、90°处设置挡流板，对氧化沟流场进行模拟计算的结果表明，加设置挡流板前，外沟道的沉积区占总容积的26.36％，沉积区主要集中在弯道后部内侧区域。加设挡流板后，随着流态的改善，沉积区的容积减小。当张角为30°时，总体沉积区容积最小，沉积区总体容积减少约10％。
(3)氧化沟的弯道部分为能量的主要消耗区，能量在进入弯道后迅速消耗，在弯道弧度为45°处，动能已消耗超过70％。由于挡流板的导流作用，流场流念得到改善，曝气转刷能耗的平均减少率为2.01％，总能耗减少1.15％。
(4)利用ODSS活性污泥模拟软件对氧化沟的处理效果进行模拟，结果表明，COD实测值与模拟计算值误差均值为2.21mg/L，平均相对误差率为5.27％；氨氮实测值与模拟计算值误差均值为0.23mg/L，平均相对误差率为5.88％；SS实测值与模拟计算值误差均值为3.65mg/L，平均相对误差率为9.63％。使用ODSS活性污泥模拟软件对氧化沟处理过程进行模拟是可行的，并基本能够满足要求。
(5)GC-MS对二沉池所取水样分析结果表明，石化废水出水中含有多种难降解物质，选取其中的代表性难降解有机物模拟计算表明加设挡流板后，难降解有机物去除率没有因为流场的改变而减小，并未对氧化沟的处理效果产生不良影响。