纯氧曝气常用以下几种方式：
（1）美国联碳公司开发的 NUOX 纯氧曝气活性污泥工艺，用加盖密闭式曝气池和叶轮式氧气表曝机曝气，池体分3~4 段，每段设1台表曝机。我国中石化公司的5家石化公司引进的就是这个技术。此技术使用表面曝气，曝气能耗较高，且曝气池加盖造价较高。
（2）美国 Filter/Kruger 公司开发的改进型活性污泥处理工艺（简称OASES工艺）也用加盖密闭式曝气池，曝气池中间分为若干个格，各格之间在池体上部开口，使各格气液串联，氧气用离心压缩机由顶部送入池内第一格液面， 经水下叶轮中空轴进入水下叶轮，从水下叶轮的喷嘴溶入处理的污水中，污水和氧气都由第一格进，出水及排气由最后一格排出。氧利用率可达90%。
（3）德国MESSER公司开发的Biox-N工艺，称为敞开式微气泡纯氧曝气活性污泥工艺，该工艺使用敞开式曝气池，纯氧曝气的微气泡是由一种具有优良弹性和耐久性的特种橡胶材料制成的软管做成的输氧气垫产生的，软管壁上均匀分布微细小孔，氧气经过小孔可以产生<2 mm 的微气泡，扩大了气（氧气）、液（可溶性有机物）、固（活性污泥微生物）相接触面积，气、液、固传质效率高，提高了氧的利用率，缩短了反应时间。输氧气垫由不锈钢架支撑，安装在曝气池底。试验结果表明，在1m水深中用此法通氧，氧的利用率达 16%，在5m水深中用此法通氧，氧的利用率达80%。橡胶软管上的小孔能自行关闭，相当于单向阀，不会使池内处理污水倒流进软管且开停车方便。曝气供氧压力0.2~0.4 MPa，采用较高的供氧压力可以保证整个池内输氧气垫的供气软管氧气分布均匀， 输氧气垫的安装水平度因此也要求不高，利用较高的氧压， 可使污水处理池内气、液、固三相混配均匀，保证了反应的快速进行，另外橡胶软管上的小孔能随压力的变化改变开度，氧气流量、压力控制范围宽，操作弹性大，从而大大提高了污水处理的抗冲击性。
纯氧曝气所用的曝气器与空气曝气器是可以通用的，只是因气量不同需做适当调整。国内已能生产多种空气曝气器，效果良好的空气曝气器，从原理上讲对于纯氧曝气也应效果显著。几种空气曝气器的性能比较见下表。
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