一體化氧化溝又稱為合建式氧化溝，是指集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體，無需建造單獨二沉池的氧化溝。最早的氧化溝也是一體化氧化溝，因為它是間歇運行，曝氣和沉淀是利用一溝完成的。而近年來由丹麥引進的三溝氧化溝屬于序批式操作方式，也屬于此范疇。但這里所指的是在氧化溝設有專門的固液分離裝置和措施的氧化溝。這種工藝除一般氧化溝所具有的優點外，還由以下獨特的優點：

①工藝流程短，構筑物和設備少，不設初次沉淀池、調節池和單獨的二次沉淀池；

③造價低、建造快，設備事故率低，運行管理工作量少；

④固液分離效果比一般二次沉淀池高，使系統在較大的流量濃度范圍內穩定運行。

一體化氧化溝技術開發至今迅速得到發展，并在實際生產中得到應用。氧化溝由溝體、進水分配井、出水溢流堰和自控控制設備等部分組成。

（1）氧化溝池體：氧化溝的工藝流程有多種形式。但主要有兩種布置方式，即單溝式和多溝式。氧化溝一般呈環狀溝渠形，也可以是長方形和圓形的，還有橢圓形、馬蹄形、同心圓形等。

（2）曝氣設備：是氧化溝的主要設備。其主要功能有六個。即供氧、推動水流作水平方向不停地循環流動，防止活性污泥沉淀，使有機物、微生物和氧三者充分混合接觸。

（3）進出水裝置：進出水裝置包括進水口、回流污泥口和出水溢流堰等。氧化溝的進水和回流污泥進入點應該在曝氣器的上游，使它們與溝內混合液能立即混合。

（4）導流和混合裝置：在有些形式的氧化溝內還設施導流板和導流墻。在彎道設置導流墻可以減少水頭損失，防止彎道停滯區的產生和防止對彎道過度沖刺。

（5）自動控制設備：一般有溶解氧控制系統、進水分配井閘門和出水溢流堰的控制等。