依据流体力学理论，将微孔曝气的高充氧效率和高氧利用效率与液流推动混合巧妙地结合，在微孔曝气氧化沟沟型方面进行了技术创新，提出变速氧化沟的概念，并在此基础上，设计了等宽变速氧化沟、等深变速氧化沟以及多级变速氧化沟等多种构型，可满足不同的变速要求。理论和小试结果显示，采用变速氧化沟技术，推流功率可节省20%以上，同时由于沟内流态的改变，有助于同步硝化-反硝化的进行，脱氮效率可提高10%以上。该成果针对目前我国城市污水脱氮效率低，出水总氮浓度高这一氧化沟升级改造的关键瓶颈问题，在曝气氧化沟内通过控制曝气强度和混合液溶解氧浓度，提高曝气区同步硝化-反硝化能力，强化脱氮效果。采用微孔曝气技术替代氧化沟内原有机械曝气系统，充氧效率高，曝气强度大幅降低，即使在曝气区也能形成较好的微絮体，为同步硝化-反硝化创造了良好的条件。加之低溶解氧曝气技术的采用，能够维持曝气区的溶解氧浓度在0.8-1.4mg/L的条件下，使曝气区对总氮的去除率达到40%以上，氧化沟总氮去除率达80%以上，并获得了长期稳定的效果脱氮效果。

微孔曝气变速氧化沟是通过改变氧化沟内不同部位的宽度和深度，调节沟渠的断面面积，达到最终调节沟内不同部位的水流速度的效果。设计的原则是，在维持缺氧区断面的情况下，增加好氧区断面面积，使好氧区的流速大幅度降低，减少沟内水流流动所需的推动力，即大幅度减少推流器的设置数量，从而达到降低建设投资和运行费用的双重目的。

依据氧化沟断面变化情况，可实现两种不同方式的变速氧化沟，即等深变速氧化沟和等宽变速氧化沟。等深变速氧化沟是沟渠的缺氧区和好氧区等深，但宽度不同，实现变速的效果；而等宽变速氧化沟，则是维持沟渠的缺氧区和好氧区等宽，但深度不同，来实现变速的效果。此外变速氧化沟可设计为单级或多级。

曝气氧化沟同步硝化-反硝化强化技术成果已用于桂林七里店污水净化厂曝气系统改造。