纵轴曝气氧化沟采用纵轴曝气装置替代传统的表面搅拌型曝气装置，不仅弥补了氧化沟一直以来公认的缺点，而且还有传统氧化沟不具备的诸多优点。
（1）供氧量和流速可以分别独立控制。驱动装置控制叶轮的转速，叶轮转动速度决定氧化沟内水流速度，供氧量通过控制气泵来进行调节。纵轴曝气氧化沟曝气和转动独立运行，有利于对运行状态的精准控制，有利于提高氧化沟运行效率。当原水的流量不变，而有机物浓度变小时，可以控制水流速度不变，从而减少曝气量，这样就可以减少因为过度曝气而造成的能量损失。
（2）可以加深氧化沟深度。氧化沟内混合液通过纵轴曝气装置从氧化沟底部流出，只要满足水沟截面面积的送水量，即使水的深度很深，也可以确保沟体底部的流速，使全部混合液得到循环。如果加深氧化沟的深度，可以减少氧化沟的占地面积。
（3）良好的脱氮能力。纵轴曝气氧化沟的曝气装置只有一处，运行时更容易形成溶解氧梯度。如果氧化沟的长度允许，硝化反应和反硝化反应会更加理想，可以得到较高的脱氮率。反硝化反应时消耗水中的BOD，当BOD/N为3左右时，无需为脱氮补充碳源。反硝化反应也可以去除一部分BOD，比起好氧处理去除BOD，其不需要曝气，因此能达到节能效果。氧化沟脱氮示意见图1。
本文以表面流一垂直流复合装置为例，表流装置部分的长、宽、高分别为80cm、40cm、50cm，垂直流部分的载体长、宽、高为40cm×40cm×80cm，上部开口，下部设计排出口便于污水排出，反应装置右侧的集水槽与反应装置底部连通，高处通过筛板与表流反应装置相连。样品取自南方某城镇小区生活污水管道，通过测定，所取样品中污染物浓度范围为：COD为98．4~525．2mg／L；TN为23．3～329．8mg／L；TP为4．9-9．9mg／L；NH3-N为42．5～179．3mg／L。填料为陶瓷粒；卵石和火山岩碎屑岩。陶瓷环和火山岩良好的孔渗条件能为微生物繁殖提供生存空间，并能吸附一定的TP；卵石粒径较大为支撑填料，将其铺设在垂直流反应装置的底部，便于垂直流反应装置中水顺利畅通。芦苇茎秆直立，其叶、叶鞘、茎、根状茎和不定根都具有通气组织，故其垂直流部分的植物；凤眼莲茎叶悬垂于水上，蘖枝匍匐于水面，须根发达，分蘖繁殖快，管理粗放，选择其作为表流部分植物。实验开始后每周3次以垂直流部分的进水及出水处和表流反应装置的出水处为采样点，并测定污染物质的含量。
2 实验结果分析
2．1 COD。
垂直流一表流所组合人工湿地系统对有机物去除效果较好，总去除率超过75％。研究表明，实验开始时进水COD浓度变化范围比较大，表流部分出水COD浓度相比于垂直流部分小。反应后期垂直流环境温度增加，填料上生物膜的生长到达一定的数量，能使大量有机物通过强氧化作用大幅度提高湿地系统的处理效率。
2．2 TN。
反应前期TN的总去除率在20％-25％之间，处理效率较低。垂直流反应装置中的芦苇对水中的氮磷能够直接吸收，凤眼莲中根系微生物的对氮磷的吸收有着良好的降解。反应后期TN生活污水的浓度达到150mg／L后，垂直流部分的TN浓度快速下降，低至100mg／L以下，对于TN的去除率超过70％。