為了恢復水中的溶解氧，現行的水處理成熟的工藝，都必須采用鼓風曝氣。處理1噸污水應用羅茨風機至少需耗電0.4kw/h～0.8kw/h之間，該羅茨風機噪音很大，又需增加消除噪音的費用和建風機房及增設管理人員費用,它們是直接運行費用居高不下的主要一環，特別是若要求將污水處理達到地表水III類，僅“鼓風曝氣”這一塊的費用就將增加4~5倍。

遵循大氣復氧雙膜理論，鼓風曝氣的傳質要經過好幾道過程：采用微孔曝氣就會增加氣壓損失；氣泡內部空氣由氣相進入水相是一次傳質；氣泡表面氧氣擴散到水體是二次傳質；從生物絮凝體表面擴散到微生物是三次傳質；氣泡上升過程中氧氣分壓不斷減低是沿程損失；氣泡一出水面就破裂，故希望氣泡上浮的速度較慢，因而不能應用加大鼓風量的方法來加大曝氣量等等，這就限制了鼓風曝氣的供氧效率的提高。所以鼓風曝氣的動能利用率很低僅有10%—15%。這也是當今所有好氧生物處理工藝共同的特點。這就是我們從技術上必須突破的“音障”。

勢能增氧床（利用勢能）的大氣復氧

20世紀以來由火力發電（利用動能）到水力發電（利用勢能）是一大革命；污水處理好氧工藝由鼓風曝氣法進行大氣復氧（利用動能）到用“勢能增氧床”進行大氣復氧（利用勢能）也將是一大革命。

增氧床的結構為淺層、多層結構，填料（可用卵石、黃砂）在每一層中按顆粒大小級配分層鋪砌，目的是增加比表面積，這就是學角度的“島”；并在床兩頭加設增氧機，該增氧機是利用水力學中負壓原理（即虹吸）設計，目的是增加溶解氧含量。增氧床（利用勢能）充分利用水泵的揚程來設計它的層數（每一層高0.3m，30層高為9m），僅二次水泵提升即可將生活污水自動處理達到地表水III類標準。這樣就完全恢復水體的自凈能力和恢復水體平衡。低水頭水泵提升每立米水的耗電一般為0.125 kw·h-1～0.15 kw·h-1（若按電費每kw·h-1為0.9元計算），則需0.225元～0.27元，故可將污水處理的直接運行成本降為0.3元/噸左右。

勢能增氧床的工作原理

污水自第一層進入增氧機1時，污水是自下而上運動，由于河床2中的填料是大顆粒在下，小顆粒在上，故污水中攜帶的懸浮物質自下而上被截留。河床2中的水位上升到增氧機中的虹吸管頂部4并超過后，則由于虹吸作用的產生，污水以較大的流速自虹吸管中向下一層排出。河床2中的填料由于大顆粒在下，小顆粒在上，其填料中的污水很順暢地自上而下由小顆粒向大顆粒方向運動，通向虹吸管，很快被吸干，且由于虹吸流速較大，被截留在填料中的懸浮物（包括脫落的生物膜）也順暢地由上而下（由小顆粒孔隙向大顆粒孔隙）進入虹吸管被排出，最后進入二沉池。這就避免了懸浮顆粒及脫落的生物膜的堵塞，可使其長久運行不堵。南京臘梅食品廠的工程運行2年后翻修時發現，第二層以后的填料完整如新。

與此同時，由于填料中污水被吸干，大氣也隨著進入，并沿大顆粒孔隙向小顆粒孔隙自下而上的與所有填料中的水膜相接觸而進行大氣復氧，使得填料表面的水膜中的溶解氧迅速增加（見大氣復氧雙膜理論）。每一層的污水被吸干后，虹吸自動斷開，由于其上一層的來水有一段間歇時間，故使得填料中水膜的大氣復氧時間很充分，且由于水膜很薄，其中的溶解氧很快向飽和值接近。

由于污水不斷的進入，（或上一層的污水向下一層排入）河床2中的水位再次上升，排入的污水與填料水膜中的溶解氧很快對流擴散混合，則污水中的溶解氧也迅速增加，使得填料上所附的生物膜處于很好的好氧狀態，好氧微生物得以在充分好氧的環境中生長、繁殖，分解污水，使其得到凈化。當河床2中水位再次上升超過虹吸管頂部時，又將污水吸干排入下一層，周而復始的運動。多層的河床不斷地自上而下傳遞，上層得到增加溶解氧的污水被傳遞到下層時，該層填料中的水膜又與大氣之間進行大氣復氧，再次增加污水中的溶解氧，污水每向下一層傳遞一次溶解氧都要再次增加，層次越多（同時填料的生物膜也越多，勢能利用也越多）溶解氧增加越多，水質變好越快，標準也越高。從而革除了應用羅茨風機鼓風曝氣，得到了勢能增氧床的新工藝。