随着我国经济发展从求量到求质的转型,对水环境的治理和水资源的循环利用也越来越重视。与传统氧化沟相比,虽然微曝氧化沟通过将充氧曝气和混合推流过程分开控制一定程度减低综合能耗,但如果二者协作运行控制不合理,同样会导致系统能耗增加。本文搭建中试减速微曝氧化沟实验装置,通过冷模实验和生物脱氮实验,考察微曝氧化沟内气泡羽流氧传质规律和污水处理效果。（1）开展中试氧化沟气泡羽流氧传质冷模实验研究,选用具有剪切稀化流变特性的羧甲基纤维素钠（CMC）水溶液模拟氧化沟中的污泥混合液。在清水（牛顿流体）和CMC水溶液（非牛顿流体,模拟污泥污水混合液）中,考察曝气器曝气量和氧化沟内液相沿环形沟道水平流速对氧传质性能和曝气效率的影响规律。利用总体积传质系数K_La₂₀、标准氧传质效率（SOTE）和标准曝气效率（SAE）三个参数衡量氧化沟内气泡羽流氧传质性能。与此同时,引入修正的弗劳德数Fr和奥内佐格数Oh,综合考虑曝气量、液相水平流速、气泡大小和液相物性参数对氧传质效率的影响。结果表明,K_La₂₀、SOTE和SAE主要受到曝气量和液相流速的影响,且在清水与CMC水溶液中的变化规律相同。K_La₂₀和SOTE均随液相流速的增大而增大。随着曝气量增大,K_La₂₀显著增长,但SOTE呈现下降的趋势。SAE受曝气量的变化的影响较大,受横向流速的变化影响较小。在相同的曝气量和液相流速下,液相流变特性对气泡羽流传质影响显著;随着CMC水溶液浓度的增加,K_La₂₀、SOTE和SAE越来越小。依据修正的弗劳德数和奥内佐格数,通过曝气系统和推流机的协调运行,可以使操作条件更高效。（2）开展中试氧化沟生物脱氮实验研究,在污泥混合液中,通过检测氧化沟出口化合需氧量（COD）、氨氮（NH₄-N）、硝酸氮（NO₃-N）、亚硝氮（NO₂-N）和总氮（TN）浓度来判断氧化沟运行性能。在常温（20²1°C）条件下,考察不同溶解氧（DO）浓度、污水处理量和曝气器布置方式下的氧化沟污水处理性能。常温下,DO浓度的升高有利于氧化沟中NH₄-N和COD的降解,而NO₃-N和TN浓度升高,增加污水处理量使得污水处理性能下降。通过研究不同曝气器排布方式下的污水处理性能,可知交叉式曝气器布置下的污水处理效果最好。此实验中污泥混合液的氧传质效率与0.2 wt.%CMC溶液中的氧传质效率更为相似。此外,考虑我国冬季低温环境下的氧化沟面临污水处理能力较低的问题,控制氧化沟中污泥混合液温度为13¹4°C,研究低温低碳源环境下的氧化沟污水处理性能。相比于常温环境,低温下的氧化沟污水处理性能较弱,DO浓度与污水处理量对氧化沟的污水处理效果影响较小。在低温下,温度的变化对污水处理性能影响较大,适当的提高水温可有效地改善出水水质。