Использование кислорода в аэротенках также позволяет значительно интенсифицировать их работу. Наибольший опыт в разработке и эксплуатации аэротенков, работающих на чистом кислороде или кислородообогащенном воздухе, накоплен в. США. Исследованием таких аэротенков, получивших в практике очистки сточных вод название окситенки, в США занимается фирма «Юнион Карбайд». Самая распространенная конструкция окситенка известна под названием «Юнокс».
Во ВНИИ ВОДГЕО были исследованы в лабораторных условиях и другие виды загрузок для аэротенков: керамзит (размером 5—10 мм), стекловолокно в виде ершей (диаметр волокна 50 мкм, ерша 50 мм), базальтовое волокно также в виде ершей с теми же параметрами, пенопласт (20—30 мм).
Как уже отмечалось ранее, в качестве носителя биомассы в аэротенках может быть использован гранулированный или порошкообразный активированный уголь. По зарубежным данным, проведение процессов сорбции и окисления в одном сооружении позволяет повысить концентрацию активной биомассы в зоне аэрации до 15—50 г/л, в результате чего окислительная мощность аэротенка увеличивается в 5—10 раз.
В МИСИ им. В. В. Куйбышева были проведены исследования по использованию отработавших в основном технологическом процессе химико-фармацевтического производства активных углей. При дозе угля 90 мг/л эффект очистки в аэротенках первой ступени возрастает с 51 до 81%. окислительная мощность аэротенка возрастает на 58%, уменьшается цветность и запах обрабатываемых сточных вод, а также их пенообразующая способность.
В США фирмой «Дорр-Оливер» разработана установка с псевдоожиженным слоем песчаной загрузки «Окситрон». Высота слоя загрузки составляет, 3 м, размер частиц 0,6 мм, площадь удельной поверхности биообрастания 4200 м2/м3. Установка аэрируется техническим кислородом, эффективность использования которого составляет 90%. Окислительная мощность «Окситрона» достигает 8400—16 800 г БПК/(м3-сут). Капитальные затраты при использовании «Окситрона» снижаются по сравнению с такими затратами на обычные сооружения на 30%, а занимаемая площадь, — на 80%. При этом не требуется обратная промывка и вторичное отстаивание.
Исследования по применению мелкофракционного носителя биомассы проводятся во ВНИИ ВОДГЕО, где разработана конструкция опытно-промышленной установки с псевдоожиженным слоем песка, с крупностью фракций 0,3—0,8 мм, на которой можно обрабатывать как высококонцентрированные углеродазотсодержащие сточные воды, так и разбавленную сточную жидкость, а также проводить процесс нитрификации.
Аэротенки с регулярной плоскопараллельной или трубчатой насадкой, а также с перфорированной засыпной загрузкой рекомедуется применять для очистки концентрированных сточных вод при резком колебании их состава или при большой вероятности залповых сбросов. Особенно целесообразно их применение для очистки сточных вод, характеризующихся образованием «вспухающего» активного ила, поскольку нитчатые и другие бактерии, вызывающие это явление, хорошо закрепляются на инертном носителе и не выносятся из системы аэротенк — вторичный отстойник.
Для интенсификации процессов очистки сточных вод обычного состава, а также процессов их глубокой очистки в последние годы широко применяются мелкофракционные носители биомассы. Это гранулированные синтетические или минеральные материалы, полимеры, кварцевый песок, антрацит, активированный уголь, кокс, керамзит, цеолит и силикаты с высокоразвитой площадью удельной поверхности (100—1500 м2/г) и крупностью зерен 0,001—10 мм. Концентрация активной биомассы, развивающейся на таком носителе, достигает 10—40 кг/м3. Наиболее целесообразно применение мелкофракционных загрузочных материалов в виде взвешенного слоя в вертикальных сооружениях, например в башенных аэротенках высотой 10—30 м.