20世纪50年代，由荷兰卫生工程研究所的A.帕斯维尔博士通过研究和设计首先开发出。第一座氧化沟污水处理厂是A.帕斯维尔于1954年在荷兰的伏肖汀建造的，集曝气、沉淀和污泥稳定等处理过程于一体，间歇运行，适用于中小村镇的污水处理。经过多年的实践和发展，这项技术在各种形式的活性污泥法中处于领先地位，被评为处理效果可靠、基建费用低而运行费用又较省的污水生物处理方法。

主要工艺包括单槽氧化沟、双槽氧化沟、三槽氧化沟、竖轴表曝机氧化沟和同心圆向心流氧化沟，变形工艺包括一体化氧化沟、微孔曝气氧化沟。氧化沟活性污泥法一般不需设初沉池，且通常采用延时曝气；其结构采用封闭的环形沟渠形式，污水及活性污泥混合液在氧化沟曝气池的推动下做水平流动。水力停留时间10～40小时，污泥龄10～20天；活性污泥浓度2000～6000毫克/升；沟内平均流速0.3～0.5米/秒。

系统主要包括：氧化沟池体，曝气设备，进（出）水装置，导流和混合装置以及附属构筑物。①氧化沟池体，氧化沟一般呈环形，平面上多为椭圆形或圆形，四壁由钢筋混凝土制造，也可以由素混凝土或石材作护坡。水深与所采用的曝气设备有关。②曝气设备，主要功能有供氧，推动水流做不停地循环运动，防止活性污泥沉淀，使有机物、微生物和氧气充分混合、接触。主要的曝气装置有机械曝气机、射流曝气机、导管式曝气机、混合曝气系统。③进（出）水装置，包括进水口、回流污泥口和出水调节堰等。氧化沟的进水和回流污泥进入点应该在曝气设备的上游，使它们能与沟内混合液立即混合。氧化沟的出水应该在曝气设备的下游，并且离进水点和回流污泥点足够远，避免短流。④导流和混合装置，包括导流墙和导流板。在弯道设置导流墙可以减少水头损失，防止弯道停滞区的产生和对弯道过度冲刷。通常在曝气转刷上下游设置导流板，可使表面以较高流速转入池底，同时降低混合液表面流速，提高传氧速率。⑤附属构筑物，如二沉池、刮泥机和污泥回流泵房等，这一部分构筑物与传统活性污泥工艺相同。

与其他生物处理工艺相比，氧化沟活性污泥法的技术特点主要有：①水流特性，氧化沟的流态在整体上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中能形成良好混合液生物絮凝体，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果；另外，其独特的水流特性对除磷脱氮也是极其重要的。②构造形式多样性，赋予了氧化沟活性污泥法灵活机动的运行性能，可按照任意一种活性污泥法的运行方式运行。③处理效果稳定，出水水质好，并可实现脱氮。④工艺流程简单，构筑物少，节省基建费用，减少占地面积，便于管理。⑤污泥产量少，污泥性质稳定。⑥能承受水量、水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力。