1 绪论 1
1.1 水力发电与水能利用新方向 1
1.1.1 水能利用发展简史 1
1.1.2 水力发电的特点 1
1.1.3 水能利用新方向 2
1.2 势能大气复氧开发的方式 2
1.2.1 山区或丘陵区开发 2
1.2.2 平原地区或城市河流开发 4
1.3 势能大气复氧开发实践的进程 4
1.3.1 萌芽阶段 4
1.3.2 浮动生物滤清器阶段 5
1.3.3 生物氧化发生器阶段 5
1.3.4 势能大气复氧的形成及完善 5
2.1.1 短管的水力计算 9
2.1 管流、孔口和闸孔出流 9
2 水利学科基础 9
2.1.2 孔口出流 12
2.1.3 闸孔出流及堰流 15
2.2 虹吸理论应用 21
2.2.1 虹吸管的管径选择 21
2.2.2 虹吸管的水力计算 22
2.2.3 虹吸形成与进水流量的关系 23
2.2.4 虹吸管的口径选择 23
2.3 渗流理论 24
2.3.1 达西定律 24
2.3.2 颗粒级配水力学 28
2.3.3 井点与集水廊道 29
2.4 水电站尾水管原理的应用 32
2.4.1 尾水管的作用 32
2.4.2 尾水管形状和尺寸的选择 33
2.4.3 尾水管用于虹吸管的效果 34
2.5 地转力 36
2.5.1 大气西风环流 36
2.5.2 水流的地转力 39
2.5.3 地转力对虹吸尾水管的影响 39
3 环境学科基础 41
3.1 污水生物处理方法简介 42
3.1.1 概述 42
3.1.2 活性污泥法体系 44
3.1.3 生物膜法体系 55
3.1.4 自然生物处理法 65
3.2 对流扩散理论 68
3.2.1 静水环境中的分子扩散 69
3.2.2 流动水体中的分子扩散 70
3.2.4 平流紊流扩散基本方程的解析解 72
3.2.3 紊流情况下的扩散 72
3.2.5 扩散器的研究 74
3.3 生态学中的岛屿生物群集模型 75
3.3.1 基本概念 75
3.3.2 生物栖息地及岛屿 76
3.3.3 岛屿生物群集模型 78
3.4 生态食物链 79
3.4.1 污水处理系统中的生态食物链 79
3.4.2 水环境中的生态食物链 79
3.5 生物分相理论 82
3.5.1 河流水体中的生物分相 82
3.5.2 河流中的生物分相试验 85
3.5.3 厌氧反应器中的生物分相 87
3.6 微生物反应动力学 88
3.6.1 有机污染物降解一级动力反应 88
3.6.2 有机污染物降解二级动力反应 91
3.7 突破二级动力反应的音障 93
3.7.1 二级动力反应的起动和音障 93
3.7.2 恢复地表水Ⅲ类的音障 95
3.7.3 突破“音障”的研究 97
4 势能大气复氧理论 100
4.1 大气复氧双膜理论 100
4.1.1 道尔顿气体分压定律 100
4.1.2 亨利定律 101
4.1.3 大气复氧双膜理论 102
4.2 势能大气复氧的复氧过程 106
4.2.1 污水生物处理中的大气复氧 106
4.2.2 鼓风曝气的大气复氧 110
4.2.3 生物转盘大气复氧 112
4.2.4 势能大气复氧的复氧过程 114
4.3 势能大气复氧的计算问题 126
4.3.1 势能大气复氧数学模型 127
4.3.2 势能大气复氧数值解 144
4.3.3 工程实践中的近似估算 151
4.4 势能大气复氧污水处理设计 154
4.4.1 势能大气复氧污水处理工艺流程 154
4.4.2 天然河流的势能利用 156
4.4.3 水泵提升的势能利用 159
4.5 势能大气复氧的建筑结构 160
4.5.1 生态床结构 161
4.5.2 增氧机的虹吸管结构 161
4.5.3 集水廊道的作用 161
4.5.4 生态草皮的结构 162
4.5.5 二沉池和调节池（或泵前池）结构 162
4.6.1 势能大气复氧的费用函数 163
4.6 势能大气复氧最优化设计 163
4.6.2 势能大气复氧的目标函数 169
4.6.3 动态规划法求最优解 169
5 生产应用实例 178
5.1 萌芽阶段——被动生物转盘设计与运行 178
5.1.1 前人研究的总结 178
5.1.2 被动生物转盘研究的指导思想 180
5.1.3 试验装置 180
5.2 浮动生物滤清器阶段 181
5.2.1 第二代产品浮动生物滤清器 182
5.2.2 浮动生物滤清器的完善 183
5.3 生物氧化发生器阶段 186
5.3.1 在河南漯河肉罐头厂的应用 186
5.3.3 河海大学小型设备的应用 187
5.3.4 在广西武鸣淀粉厂的应用 187
5.3.2 在江苏省海安县曲塘镇大陈村的应用 187
5.3.5 在无锡梅园水厂的应用 188
5.4 造纸黑液氧化塔阶段 189
5.5 厌氧／增氧滴滤池阶段 193
5.5.1 重要结论 193
5.5.2 厌氧／增氧滴滤池 194
5.6 势能增氧生态床（草皮） 196
5.6.1 既无“滴”又无“滤”也无“池”的意义 196
5.6.2 势能增氧 196
5.6.3 生态床 197
5.6.4 增氧生态草皮 197
5.6.5 扬州煤气总公司污水处理工程 197
5.6.6 南京建邺区泵站河道管理处黑色河水变清处理工程 197
5.6.7 白鹭洲公园小样板工程 198
5.7 结语 199
参考文献 200