Pode ser possível com distros onde você possa especificar explicitamente a arquitetura da máquina, mas eu nunca a tentei. Estou feliz com meu ambiente leve de 64 bits. :)
No Arch Linux, você pode especificar a arquitetura no pacman.conf.
Você também pode tentar o Gentoo e adicionar -m32 a CFLAGS.
Por fim, você pode tentar forçar a instalação de um kernel de 64 bits em um ambiente de 32 bits e carregá-lo com o carregador de inicialização, em vez do kernel fornecido pela distribuição.
Mas eu não confiaria em aplicativos de 32 bits em um sistema de 64 bits. Quase todos os aplicativos podem ser compilados para amd64 e eles geralmente são executados com mais rapidez do que seus correspondentes de 32 bits, devido à arquitetura mais recente. Aplicativos de 32 bits geralmente são otimizados para i686, onde os de 64 bits são otimizados para pelo menos o pentium 4, que é um processador muito mais recente com recursos mais avançados que o compilador pode usar nas otimizações. É claro que os aplicativos de 64 bits usam um pouco mais de memória, mas não tanto que não vale a pena, e a memória não deve ser um problema se estiver usando um ambiente leve.