陰離子交換樹脂的反應方程

A. 高中化學原電池裡把陰離子交換膜改成陽離子交換膜 會對電極方程有影

這得看你原電池兩端是什麼電極，以及溶液中陰陽離子是否會發生反應

B. 陽離子交換質量作用方程

（一）陽離子吸附親合力

就特定的固相物質而言，陽離子吸附親合力是不同的。影響陽離子吸附親合力的因素主要是；（1）同價離子，其吸附親合力隨離子半徑及離子水化程度而差異，一般來說，它隨離子半徑的增加而增加，隨水化程度的增加而降低；離子半徑越小，水化程度越高。例如Na⁺、K⁺、NH₄＋的離子半徑分別為0.98、1.33和1.43Å，其水化半徑分別為7.9、5.37和5.32Å；他們的親合力順序為NH₄＋>K⁺>Na⁺。（2）一般來說，高價離子的吸附親合力高於低價離子的吸附親合力。

按各元素吸附親合力的排序如下：

水文地球化學基礎

上述排序中，H⁺是一個例外，它雖然是一價陽離子，但它具有兩價或三價陽離子一樣的吸附親合力。

值得注意的是，上述排序並不是絕對的，因為陽離子交換服從質量作用定律，所以吸附親合力很弱的離子，只要濃度足夠大，也可以交換吸附親合力很強而濃度較小的離子。

（二）陽離子交換質量作用方程

按質量作用定律，陽離子交換反應可表示為：

水文地球化學基礎

式中，K_A-B為陽離子交換平衡常數，A和B為水中的離子，A_x和B_x為吸附在固體顆表面的離子，方括弧表示活度。

以Na-Ca交換為例，其交換反應方程為：

水文地球化學基礎

（1.146）式表明，交換反應是等當量交換，是個可逆過程；兩個鈉離子交換一個鈣離子。如果水中的Na⁺交換已被吸附在固體顆粒表面的Ca²⁺（即Cax），則反應向右進行；反之，則向左進行。如反應向右進行，那麼，就鈣離子而言，是個解吸過程；就鈉離子而言，是個吸附過程。所以，陽離子交換反應，實際上是一個吸附－解吸過程。

在地下水系統中，Na-Ca交換是一種進行得最廣泛的陽離子交換。例如，當海水入侵到淡水含水層時，由於海水Na⁺遠高於淡水，而且淡水含水層顆粒表面可交換性的陽離子主要是Ca²⁺，因此產生海水中的Na⁺與顆粒表面的Ca²⁺產生交換，形成Na⁺被吸附而Ca²⁺被解吸，方程（1.146）向右進行。又如，如果在某個地質歷史里，淡水滲入海相地層，按上述類似的機理判斷，則產生Na⁺被解吸Ca²⁺被吸附的過程，方程（1.146）向左進行。

Na-Ca交換反應方向的判斷，以及對地下水化學成分的影響，仍至對土壤環境的影響，是水文地球化學及土壤學中一個很重要的問題，後面將作更詳細的介紹。

上述（1.145）式中都使用活度，水中的A和B離子活度可以按第一節所提供的方法求得，但如何求得被吸附的陽離子（A_x和B_x）的活度，目前還沒有太滿意的解決辦法。萬賽羅（Vanselow,1932）^〔7〕提出，規定被吸附離子的摩爾分數等於其活度。

摩爾分數的定義為：某溶質的摩爾分數等於某溶質的摩爾數與溶液中所有溶質摩爾數和溶劑摩爾數總和之比。其數學表達式如下

水文地球化學基礎

式中，x_B為B組分的摩爾分數，無量綱；m_A為溶劑的摩爾數（mol/L）;m_B、m_C、m_D、……為溶質B、C、D……的摩爾數（mol/L）。就水溶液而言，溶劑是水，1mol H₂O=18g,lL H₂O=1000g，所以l升溶劑（H₂O）的摩爾數＝1000/18=55.56mol/L。

按照上述摩爾分數的定義，A_x和B_x的摩爾分數的數學表達式為：

水文地球化學基礎

式中，N_A和N_B分別為被吸附離子A和B的摩爾分數；（A_x）和（B_x）分別為被吸附離子A和B的摩爾數（mol/kg）。

以摩爾分數代替被吸附離子A和B的活度。則（2.145）的交換平衡表達式可寫成：

水文地球化學基礎

式中，

稱為選擇系數，其他符號含義同前。選擇系數已為許多學者所應用。從理論上講，該方程（1.150式）提供了一個預測陽離子交換反應對地下水陽離子濃度影響的有效方法。

從理論上講，

基本上是一個常數，但隨水的離子強度的改變，稍有變化。它的數值的大小，能說明各種離子在競爭吸附中，優先吸附何種離子。如

說明B離子比A離子更易被吸附；反之，則相反。選擇系數方面的信息在文獻中已很普遍。就

來說，在（Mgx）/（Cax）和水中離子強度變化比較大的范圍內，

在0.6—0.9間，變化很小。

值的范圍說明，Ca²⁺比Mg²⁺更易被吸附。

在研究陽離子交換反應時，人們關心的問題是，在地下水滲流過程中，從補給區流到排泄區，由於陽離子交換反應，地下水中的陽離子濃度將會產生何種變化？為了簡化問題起見，假定其他反應對陽離子濃度的變化都可忽略，那麼從理論上講，地下水從原來的地段進入一個具有明顯交換能力的新地段後，必然會破壞其原有的陽離子交換平衡，而調整到一個新的交換平衡條件。達到新的平衡後，其陽離子濃度的變化主要取決於：（1）新地段固體顆粒表面各種交換性陽離子的濃度，以及它們互相間的比值；（2）進入新地段地下水的原有化學成分，特別是陽離子濃度。隨著地下水的不斷向前流動，陽離子交換平衡不斷被打破，又不斷地建立新的平衡。其結果是，不但水的陽離子濃度變化了，含水層固體顆粒表面有關的交換性陽離子濃度也改變了。為了定量地說明上述理論上的判斷，特列舉下列例題的計算。

例題1.8

在某一地下水流動系統中，有一段具有明顯陽離子交換能力且含有大量粘土礦物的地段，試利用陽離子交換質量平衡方程（2.150），計算地下水達到新的交換平衡後，水中Ca²⁺和Mg²⁺濃度的變化，含水層粘土礦物顆粒表面交換性陽離子（被吸附的陽離子）濃度的變化。

假定：（1）含粘土礦物地段的陽離子交換容量為100meq/100g，交換性陽離子只有Ca²⁺和Mg²⁺，且Cax=Mgx，即Cax=Mgx=50meq/100g;（2）進入該地段前，地下水中的Ca²⁺和Mg²⁺濃度也相等，即Ca²⁺=Mg²⁺=1×10^-3mol/L;（3）該含水層地段的有關參數：孔隙度n=0.33；固體顆粒密度ρ=2.65g/cm³;（4）地下水與該地段粘土礦物顆粒相互作用後，達到平衡時，選擇系數

計算步驟：

（1）求新的地下水進入該地段前的N_Ca和N_Mg

按題意所給，Cax=Mgx=50meq/100g。把它們換算為以mol/g表示，則Cax=Mgx=0.25×10^-8mol/g；將此數據代入（1.149）式，則

N_Ca=N_Mg=0.5

（2）求新的地下水剛進入該地段時，起始狀態的

值

按質量作用定律，Ca-Mg交換方程為：

水文地球化學基礎

交換平衡後，雖然各自的摩爾分數有所增減，但其總數仍然不變，即N_Ca+N_Mg=1。

設達到新交換平衡時，N_Ca=Y，那麼，N_Mg=1-Y。

把上述假設代入（1.151）式，則

水文地球化學基礎

因達到新的交換平衡時，

把它代入（1.152）式，經整理後，得：

水文地球化學基礎

因達到新交換平衡時，Cax和Mgx雖然有變化，那其總和仍然不變，即Cax+Mgx=0.5。設那時的Cax=Z，那麼：

水文地球化學基礎

把（1.154）式代入（1.153）式，得：

水文地球化學基礎

由於達到交換平衡前後，固相中的交換性鈣離子（Cax）和液相中的溶解鈣離子的總和不變。就一升水及其所接觸的岩土而論，達到交換平衡前，一升水的Ca²⁺為1mmol；岩土中的Cax=0.25mmol/g，－升水所佔據的岩土體積＝5379.5g。達交換平衡後，一升水的Ca²⁺摩爾數為x，岩土中交換性鈣離子（Cax）濃度為Z。那麼，其均衡方程為：

水文地球化學基礎

式的左邊，為交換平衡前固液相中鈣離子總量（mmol）；式的右邊，為交換平衡後固液相中鈣離子總量（mmol）。

整理（1.156）式，得：

水文地球化學基礎

把（1.157）式代入（1.155）式，整理後得：

水文地球化學基礎

解方程（1.158），得：

Z=0.250046，即交換平衡後，Cax=0.250046mmol/g

那麼，Mgx=0.5-0.250046=0.249954mmol/L

按上述計算摩爾分數的方法，得：

N_Ca=0.50009,N_Mg=0.49991

把所算得的Z值代入（1.157），得：

x=0.7525，即交換平衡後，〔Ca²⁺〕＝0.7525mmol/L

那麼，〔Mg²⁺〕＝2-0.7525=1.2475mmol/L

上述計算結果說明，當新的地下水通過交換地段，達到交換平衡時，吸附的陽離子（Ca²⁺和Mg²⁺）的濃度或摩爾分數的比值變化極小；相比之下，地下水中Ca²⁺和Mg²⁺的濃度變化很大，〔Mg²⁺〕/〔Ca²⁺〕從1約增至1.7。如果隨後進入該地段的地下水〔Mg²⁺〕/（Ca^2＋）仍然是1的話，地下水再次破壞了剛建立起來的交換平衡，交換反應又繼續進行，直至N_Mg/N_Ca=O.6為止。此時，新流入地下水的Ca²⁺和Mg²⁺的濃度才不會改變。然而，要達到此種狀態，必需通過無數個孔隙體積的水，甚至要幾百萬年時間才能完成。

上述計算還說明，陽離子的交換方向，從左向右進行（2.151式），水中的Ca²⁺被吸附，而固相表面所吸附的Mg²⁺不斷被解吸。交換反應方向不僅取決於水中兩種離子的濃度比，同時也取決於吸附離子的摩爾分數比。如若交換的起始條件為N_Mg=0.375和N_Ca=0.625，流入的水，其鈣鎂活度比為1，那麼流過該地段的地下水，其Ca²⁺和Mg²⁺的濃度就沒有變化了。如若交換的起始條件為N_Mg/N_Ca＜0.6，其交換方向則與上述相反，從右向左進行（2.151式）。

（三）地下水系統中的Na-Ca交換

地下水中Na-Ca交換在地下水化學成分形成和演變過程中，是一個很重要的陽離子交換過程，它無論在深層地下水形成和演變，或者在淺層潛水水化學成分的改變，特別是硬度升高等方面，都具有重要意義；在土壤科學中，它對鹽鹼土的形成，也有重要作用。

地下水系統中，固液相間的Na-Ca交換也服從質量作用定律，但其質量作用方程的表達形式不同。其交換反應如下：

水文地球化學基礎

（2.159）反應最常用的質量作用方程是Gappn方程：

水文地球化學基礎

在Gapon方程的基礎上，又有許多學者提出類似於此方程的各種表達式。例如，美國鹽實驗室^〔17〕在研究灌溉水與土壤間的Na-Ca交換時，提出類似於Gapon方程的表達式：

水文地球化學基礎

式中，Nax為達到交換平衡時土壤的交換性鈉量（meq/100g）;CEC為土壤的陽離子交換容量（meq/100g）;Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺是達交換平衡時水中這些離子的濃度（meq/L）;K為平衡常數。

（1.161）式左邊項表示為：

水文地球化學基礎

式中的ESR稱為「交換性鈉比」。

（1.16l）式右邊項表示為：

水文地球化學基礎

式中的「SAR」稱為鈉吸附比，它是Na-Ca交換中一個很重要的參數。（1.161）式可改寫成：

水文地球化學基礎

（1.164）式說明，ESR與SAR線性相關，水中的SAR越高，岩土中的ESR值也越大，岩土中的Nax也越高。許多學者通過岩土的Na-Ca交換試驗，得出了有關回歸方程，列於表1.20。

表1.20Na-Ca交換的回歸方程

表1.20中的Na-Ca交換方程是實驗方程，應用起來當然有其局限性。其中，美國鹽實驗室的回歸方程是用美國西部12個土壤剖面59個土樣試驗得出的，所以其代表性較好。盡管有其局限性，但是，應用此類方程判斷Na-Ca交換的方向，定量化計算其交換量，還是比較有效的。表1.21的數據充分說明這一推斷。

表1.21Na-Ca試驗中某些參數的變化^〔2〕

表1.21中是一組Na-Ca交換試驗數據，其中包括實測值與計算值的對比。表中的數據可說明以下幾點；

（1）Na-Ca交換反應方向取決於水中的起始SAR值，及岩土中的起始ESR值。例如，用SAR值分別為0.73和9.81的水淋濾ESR值為0.046的同一種土壤時，淋濾後，前者的（Cax+Mgx）從8.56增至8.76meq/100g，水中的Ca²⁺和Mg²⁺被吸附，而固體顆粒表面的交換性Na⁺解吸到水中，按（1.159）式，其交換反應方向朝左進行；相反，後者的（Cax+Mgx）從8.56減至7.52meq/100g，水中的Na⁺被吸附，而固體顆粒表面的交換性Ca²⁺和Mg²⁺解吸進入水中，按（1.159）式，其交換反應向右進行。如果起始條件已知，即水中的SAR值及岩土中的ESR值已知，也可判斷其反應方向。例如，把表1.21中的SAR值0.73和9.81分別代入表1.20中的3號方程，ESR值的計算值分別為0.038和0.1379。前者的ESR計算值（0.038）小於土壤的起始ESR值（0.046，見表1.21），反應按（1.159）式向左進行；後者的SER計算值（0.1379）明顯大於土壤的起始ESR值（0.046），反應按（1.159）式向右進行。也就是說；如果ESR計算值小於岩土的ESR值，反應向左進行；反之，則相反。當然，如果土壤的起始ESR值為0.038，與S₄R值為0.73的水相互作用時，Na-Ca交換處於平衡狀態，水中的Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺濃度不會改變。表1.22是現場試驗結果，結果說明，SAR值越高，固體表面解吸出來的Ca²⁺和Mg²⁺就越多，水的硬度增加就越大。這些數據充分證明了上述理論。

表1.22SAR值不同的污水現場試驗結果^〔2〕

註：硬度以CaCO₃計（mg/L）。

（2）把Na-Ca交換方程應用於實際是比較可靠的。表1.21中（Cax+Mgx）的實測值及計算值相差很小，說明了這一點。其計算方法如下：以計算SAR=0.73的水為例，將0.73代入表1.20中的方程3，求得ESR=0.038；將此值及CEC值（8.96）代入（1.162）式，求得Nax=0.328meq/100g；將CEC值減去Nax值，即為（Cax+Mgx）值（因為土中吸附的陽離子主要是Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺），其值為8.63meq/100g。

SAR值不僅在研究Na-Ca交換反應中是重要的，而且它是灌溉水質的一個重要參數。前面談到，SAR高的水，在水岩作用過程中，引起水中的Na⁺被吸附到固相顆粒表面上，2個Na⁺交換一個Ca²⁺或Mg²⁺（等當量交換）。因為2個Na₂＋的大小比一個Ca²⁺或Mg²⁺大，因而引起土壤的透氣性減小，產生板結及鹽鹼化。有關SAR值的灌溉水質標准可參考有關文獻。本書不詳述。

C. 離子交換柱交換過程化學方程式

強酸型陽離子交換樹脂：R-SO3H （有許多SO3H基團）
強鹼型陰離子交換樹脂：[R4N]OH （有許多內OH基團）
R-SO3H + M(+) = RSO3M + H(+) 將所有陽離容子吸附到樹脂上，釋放出H(+)；
[R4N]OH + X(-) = [R4N]X + OH(-) 將所有陰離子吸附到樹脂上，釋放出OH(-)；
H(+) + OH(-) = H2O 陽離子交換產生的H(+)與陰離子交換產生的OH(-)結合成水。

D. 用化學方程式說明什麼是離子交換反應

NaOH+HCl=NaCl+H2O

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《工程流體力學》考試大綱
命題范圍和要求
[第一部分 ] 緒論
1. 1. 了解流體的主要物理性質; 理解流體的粘性; 掌握容重,密度及其區別和聯系; 掌握牛頓內摩察定律.
2. 2. 理解質量力和表面力, 掌握其表示方法. 理解連續介質, 實際流體,理想流體,不可壓宿流體, 可壓宿流體. 知道流體的研究方法.
[第二部分]流體靜力學
1. 1. 理解和掌握靜壓強及其特性
2. 2. 會歐拉平衡微分方程的推導,理解歐拉平衡微分方程的物理意義.
3. 3. 掌握流體靜壓強基本方程, 掌握點壓強的計算方法, 掌握壓強的計算基準和表示方法, 掌握靜壓強分布圖, 了解壓強的量測方法.
4. 4. 掌握計算作用於平面上的液體總壓力.
5. 5. 掌握計算作用於曲面上的液體總壓力.

[第三部分] 流體運動學
1.了解描述液體運動的兩種方法, 掌握跡線,流線的概念及方程, 了解質點加速度表達式.
2掌握描述流體運動的一些基本概念.
3. 3. 掌握流體運動的連續性微分方程, 總流的連續性方程.
4. 4. 理解無旋流和有旋流.
5. 5. 掌握流函數和速度勢函數, 了解幾種簡單的平面勢流, 知道勢流疊加法解平面勢流,的原理.

[第四部分] 理想流體動力學
1. 1. 掌握理想流體元流的伯努利方程的推導,
2. 2. 掌握理想流體元流的伯努利方程的物理意義和幾何意義以及應用.

[第五部分] 實際流體動力學基礎
1. 1. 了解流體質點的應力狀態
2. 2. 掌握實際流體元流伯努利方程的推導, 掌握實際流體元流伯努利方程的物理意義和幾何意義.
3. 3. 掌握實際流體總流伯努利方程的推導以及應用.
4. 4. 掌握實際流體的動量方程的推導以及應用.

[ 第六部分] 量綱分析和相似原理
1. 1. 理解量綱和單位的概念, 掌握瑞利法和π定理.
2. 2. 了解流動相似的概念.

[ 第七部分] 流動阻力和能量損失
1. 1. 了解雷諾實驗過程, 了解層流與紊流流態的特點, 掌握流態判別標准.
2. 2. 理解流動阻力的兩種形式, 掌握沿程損失和局部損失的計算方法.
3. 3. 了解圓管中層流運動的流速分布, 掌握層流沿程損失的計算公式。
4. 4. 理解尼古拉茲實驗。

[ 第八部分] 有壓管流
1． 1． 掌握簡單短管中的恆定有壓流計算
2． 2． 掌握簡單長管中的恆定有壓流計算
3． 3． 掌握復雜長管中的恆定有壓流計算
4.了解沿程均勻泄流管道中的恆定有壓流
[第九部分] 明渠流
1． 1． 了解明渠的分類，理解稜柱型渠道與非稜柱型渠道，順坡、平坡、和逆坡渠道的概念。
2． 2． 掌握恆定明渠均勻流的特徵和產生條件。
3．掌握謝才公式，曼寧公式
4．掌握水力最優斷面和允許流速。
5.掌握渠道輸水能力水力計算， 掌握確定渠道底坡和渠道斷面尺寸的方法。
6.了解無壓圓管均勻流的水力計算方法。
7.了解恆定明渠非均勻流特徵及產生條件。
8.理解斷面單位能量、臨界水深， 掌握急流、緩流、臨界流的判別標准。了解水躍的基本方程。
9.了解明渠恆定非均勻漸變流的基本微分方程以及水面曲線定性分析。

[第十部分] 孔口、管嘴、閘孔出流及堰流
1． 1． 掌握恆定薄壁孔口出流流量的計算方法。
2． 2． 了解圓柱形外管嘴出流流量的計算方法。
3． 3． 了解堰流的定義及其分類
4． 4． 了解矩形薄壁堰、三角形薄壁堰的流量公式。
5． 5． 了解實用堰、寬頂堰的水流特徵。

[ 第十一部分]滲流
1． 1． 掌握滲流模型的實質， 掌握達西定律.
2． 2． 了解均勻滲流特性, 掌握非均勻漸變滲流斷面流速分布,
3． 3． 了解漸變滲流基本微分方程和浸潤曲線的概念.
4． 4． 掌握井的滲流計算.

二．參考書
工程流體力學(水力學), (上,下冊). 聞德蓀主編. 高等教育出版社.

三．考試形式： 閉卷
試卷構成：(1)基本概念部分： 約30分.
(2)計算題部分： 約120分.

《流體力學》考試大綱
一、考試的總體要求
考查學生對流體力學的基本概念、基本原理、基本方法，以及對流體運動的一般規律、分析方法的掌握程度，考查學生的分析問題和解決問題的能力。

二、考試的內容
1、流體力學基本概念：密度，黏度，流速，壓強，表面張力，定常流，非定常流，可壓縮流體，不可壓縮流體，理想流體、牛頓流體，非牛頓流體。連續介質，質點加速度，質點的隨體導數，流體微團運動分析。
2、基本方程：連續性方程，運動方程，能量方程，歐拉方程，伯努利方程。
3、勢流運動：勢流運動控制方程及求解方法。無粘性不可壓縮流體無旋運動的速度勢函數及其應用，平面定常無旋運動的復勢及其應用。
4、流函數求解不可壓縮流體的二維定常無旋流動問題。軸對稱流動問題，復變函數法，保角映象法。
5、粘性流體運動：基本方程；求解途徑；簡單流動的解析解。
6、湍流運動：湍流特徵；分類；發生過程；湍流結構；湍流方程及求解。

三、考試重點
1、質點加速度公式和質點導數，柯西－亥姆霍茲（Cauchy-Helmholtz）流體微團速度分解定理。
2、用勢流疊加原理解偶極流問題。
3、用勢流疊加原理解圓柱體繞流問題。
4、兩平行平板間的粘性流動
5、無限長直圓管中的粘性流動
6、兩同心旋轉圓柱間的定常流動

四、參考書
《流體力學》，張兆順和崔桂香編著，清華大學出版社，1999年。
《工程流體力學》，歸柯庭，汪軍，王秋穎編，科學出版社，2003年。

《水質工程學》考試大綱

一、 命題范圍與基本要求
（1）水質與水處理概論：了解天然水體中的雜質和水質特點，熟悉水中常見的污染物及其來源，了解水體富營養化的形成原因及其危害，理解水體的自凈和氧垂曲線；了解水體的生物化學物質對人體健康的影響；掌握用水水質標准和污水的排放標准。
（2）水的處理方法概論：熟悉水的物化、生化處理方法；了解反應器類型及其物料在反應器內的流動模型，了解物料在反應器內的停留時間及其分布，理解反應器的概念在水處理中的應用，了解水處理工藝流程的概念及其幾種典型的給水、污水處理的工藝流程。
（3）凝聚和絮凝：掌握混凝基本的概念和混凝機理，掌握影響混凝效果的主要因素，熟悉混凝劑的種類和選用原則，理解混凝的動力學模型和混凝劑的混合過程，熟悉混凝的設備和混凝實驗。
（4）沉澱：掌握雜質顆粒在水中兩種沉降的基本原理；理解理想沉澱池與淺池理論的概念；掌握非凝聚性顆粒與凝聚性顆粒的沉澱過程與沉澱效率的計算；掌握平流沉澱池、斜管（斜板）沉澱池的結構與設計；了解澄清池的工作原理和兩種主要形式；了解氣浮作為一種特殊的沉澱方式與沉澱的區別和聯系。
（5）過濾：了解慢濾池和快濾池的不同之處，掌握濾料的選擇和級配；理解快濾池的運行特點和濾層的優化，理解過濾的機理和過濾理論；了解濾池的反沖洗和反沖洗最優化理論；掌握濾池的配水系統及與之相關的承托層；熟悉幾種常見的濾池類型及特點。
（6）吸附：了解吸附的機理和等溫吸附模型，掌握活性炭的制備和活性炭吸附性能的影響因素；熟悉活性炭功能及其吸附動力學過程，了解幾種活性炭的應用及其在應用過程中需要考慮的因素；掌握活性炭的再生方法；了解除活性炭外的其他幾種常用吸附劑。
（7）氧化還原和消毒：了解氧化劑化學及其消毒作用及滅活模型，掌握氯消毒過程和消毒副產物的控制，理解臭氧消毒的作用機理和臭氧處理工藝；熟悉除氯外的其他氧化和消毒方法，了解高級氧化工藝。
（8）離子交換：了解離子交換的概念，熟悉幾種離子交換劑，掌握離子交換樹脂的性質；
掌握離子交換反應及固定床離子交換原理，理解離子交換速度及其影響因素；掌握兩種離子交換器；掌握離子交換在水的軟化和除鹽方面的應用。
（9）膜濾技術：了解膜濾的概念和膜濾技術的分類和膜濾過程的性能參數，了解膜污染及其預防方法；掌握微濾和超濾概念、原理和超濾的濃差極化；理解反滲透及其分離機理，熟悉反滲透的裝置；掌握電滲析概念、基本原理和電滲析的基本過程，了解離子交換膜的作用機理，掌握極化現象和電滲析器工藝設計計算。
（10）水的冷卻：了解水的兩種冷卻系統和冷卻構築物，掌握水的冷卻原理，理解冷卻熱力學計算，了解冷卻水水質和循環冷卻水處理。
（11）腐蝕與結垢：了解腐蝕的幾種基本類型，了解腐蝕過程和腐蝕的控制方法；掌握影響腐蝕的因素和兩種重要的腐蝕形式；掌握LSI飽和指數，RSI穩定指數，了解其他的幾種穩定指數，了解水質的幾種穩定處理。
（12）水的其他處理方法：掌握中和的基本原理和三種中和的方法、掌握化學沉澱基本原理和三種化學沉澱方法；了解電解的基本原理和幾種電解的處理工藝；了解吹脫、汽提基本原理和影響吹脫的主要影響因素；了解萃取的基本原理和萃取的工藝過程。
（13）活性污泥法：熟悉活性污泥法基本概念和基本流程，了解活性污泥的組成和形態，掌握活性污泥的增殖規律；熟悉活性污泥幾個性能指標，掌握活性污泥法的設計和運行參數；理解活性污泥反應的動力學和莫諾公式的推廣應用。能夠熟練掌握活性污泥九種模式及其特點；掌握活性污泥法的曝氣氧轉移規律和曝氣系統及其裝置；掌握活性污泥法的脫氮除磷工藝，理解活性污泥法污泥法處理系統的過程式控制制與運行管理和活性污泥法的幾種新工藝。
（14）生物膜法：熟悉生物膜法的基本概念和特徵。理解生物膜法的凈化機理，掌握生物膜的增長過程，掌握生物膜理論的重要參數；掌握生物膜反應器的重要形式：生物濾池、生物轉盤、生物流化床處理工藝的特點，掌握生物膜法運行管理的注意事項。
（15）厭氧生物處理：了解厭氧生物處理發展的過程和趨勢；掌握厭氧生物處理的三個階段的基本原理；了解厭氧微生物的生態學，了解影響兩種細菌的主要生態因子；掌握UASB工藝的工作原理和反應器的結構設計原理；了解兩相厭氧生物處理原理技術。
（16）自然生物處理系統：掌握穩定塘凈化機理和凈化過程中的影響因素；熟悉穩定塘處理的技術特點；掌握好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘的特點和應用；掌握污水的土地處理系統工藝和凈化作用機理，掌握人工濕地幾種類型及其特點。
（17）污泥處理、處置與利用：了解污泥處理的一般原則、污泥處理處置的基本方法和基本流程，掌握污泥的成分和性質，污泥的濃縮、脫水、干化，污泥的綜合利用與最終處置。重點污泥厭氧消化的機理、主要工藝以及工藝設計方法。
（18）水處理工藝系統：了解給水處理工藝系統的選擇原則和地面水的常規處理工藝系統，了解水的除藻、除臭和除味，了解給水廠廢水的回用和給水廠污泥的最終處理處置。
（19）特種水源水處理工藝系統：掌握高濁度水處理工藝系統，掌握地下水除鐵除錳的原理，了解水的除氟和除砷技術，了解軟化、除鹽及鍋爐水處理工藝系統。
（20）城市污水處理系統：了解城市污水處理工藝系統選擇的基本思想與知道原則，掌握污水處理的工藝系統，把握污水深度處理工藝和再生水的利用。
（21）工業廢水處理的工藝系統：了解工業廢水的分類和幾種廢水的常用處理系統。
二、 主要參考教材
考試主要參考書目：
《水質工程學》，李圭白，張傑主編，中國建築工業出版社，2005；
《給水工程》（水處理部分），嚴煦世、范謹初主編，中國建築工業出版社；
《排水工程》（下冊），張自傑主編，中國建築工業出版社，2000；
《水污染控制工程》，高建耀，顧國維主編，高等教育出版社，2000。
三、考試形式及試卷構成
1、考試形式：閉卷
2、試卷構成
卷面總分150分，其中：
a.基本概念部分：約60分；
b.分析計算部分：約90分；