电极除硬系统

高盐循环水易导致设备腐蚀和结垢，电化学离子交换（EDI）技术结合离子交换树脂与直流电场，可连续脱除Ca²⁺、Mg²⁺和Cl⁻等离子。以填充混床树脂的电渗析模块为例，在15 V电压下，硬度离子去除率>90%，产水电阻率可达5 MΩ·cm。相比传统离子交换，EDI无需酸碱再生，且自动化程度高。设计要点包括：①树脂选择（强酸/强碱型）；②隔板流道优化（防堵塞）；③极水循环（防结垢）。某电子厂超纯水系统中，EDI使再生废水排放量减少95%，运行成本降低30%。电化学方法使碳钢腐蚀速率降至0.02mm/a。电极除硬系统

金属氧化生成的腐蚀产物（如Fe₃O₄、γ-FeOOH）本身具有半导体特性，其禁带宽度影响电子转移效率。例如α-Fe₂O₃（Eg=2.2eV）比γ-Fe₂O₃（Eg=2.0eV）更稳定。这些氧化物还可能参与光电化学反应，在光照条件下产生额外光电流，导致传统电位测量出现偏差。现在研究正尝试利用这种特性开发自供能监测传感器。

在拉伸应力和腐蚀介质共同作用下，电极材料会发生SCC。以奥氏体不锈钢在Cl⁻环境为例，其裂纹扩展速率可达10⁻⁶-10⁻⁵mm/s。电化学噪声检测发现，SCC过程中会出现特征性的电流/电位突跳信号，这些瞬态响应与位错滑移、膜破裂等微观事件直接相关，为早期预警提供了新思路。 数据中心电极除硬系统新型电极材料耐腐蚀性能优异。

循环水系统中微生物滋生会导致生物粘泥、管道腐蚀和换热效率下降，电极电化学技术可通过原位生成杀菌剂（如活性氯、臭氧和羟基自由基）实现高效消毒。以钛基涂层电极（Ti/RuO₂-IrO₂）为例，在含氯循环水中电解产生次氯酸（HClO），当有效氯浓度维持在0.5-2 mg/L时，对异养菌的杀灭率超过99.9%。相比传统化学加药（如二氧化氯），电化学法具有精细控量、无药剂残留的优势。系统设计需考虑电流密度（通常1-5 mA/cm²）、流速（>0.5 m/s防止结垢）和电极寿命（涂层稳定性>5年）。某石化厂案例显示，该技术使杀菌成本降低40%，且避免了化学药剂对设备的腐蚀风险。

循环水中的油类、缓蚀剂和工艺泄漏有机物会加速微生物繁殖，电化学高级氧化（EAOPs）技术可将其降解为小分子或矿化。以BDD电极为例，其产生的羟基自由基（·OH）能无选择性地攻击有机物，COD去除率可达70-90%。对于含聚丙烯酸类阻垢剂的循环水，在10 V电压下处理2小时，TOC降解率超过80%，且降解产物无生物毒性。系统需优化极板间距（<10 mm降低欧姆损耗）和流量分布（避免短流）。某钢铁厂案例中，电氧化单元使循环水COD稳定控制在30 mg/L以下，减少了生物粘泥导致的停机清洗频率。

溶解氧（DO）在电极氧化中扮演复杂角色：一方面作为去极化剂加速金属溶解（如4Fe+3O₂→2Fe₂O₃），另一方面在适当条件下促进保护性氧化膜形成。实验数据显示，当DO从0.1mg/L升至8mg/L时，碳钢腐蚀速率可从0.01mm/a增至0.15mm/a。但在pH>9的碱性环境中，DO会促进γ-Fe₂O₃致密膜生成，反而抑制腐蚀。这种浓度-效应的非线性关系要求在实际监测中必须精确控制DO水平。

氧化反应动力学受电荷转移、物质扩散等多因素控制。对于铁电极，在pH=7的中性水中，其氧化电流密度通常为10⁻⁶-10⁻⁵A/cm²。当形成钝化膜后，电流密度可降至10⁻⁸A/cm²以下。值得注意的是，氯离子存在时会使钝化膜局部破裂，产生微米级的活性溶解点，此时电流密度呈现脉动特征，这种非线性动力学行为给电极寿命预测带来挑战。通过电化学阻抗谱（EIS）可有效表征这些动力学过程。 智能电极系统实现远程监控。北京吸收塔电极

电化学技术处理不改变水温。电极除硬系统

垃圾渗滤液成分复杂（含腐殖酸、氨氮、重金属等），电氧化可同步实现有机物降解和脱氮。以Ti/RuO₂-IrO₂阳极为例，在Cl⁻存在下，氨氮通过间接氧化转化为N₂（选择性>70%），同时COD去除率达60-80%。关键问题在于渗滤液的高盐分（如Na⁺、K⁺）可能导致电极腐蚀，需采用耐盐涂层（如Ti/Pt）或预处理脱盐。此外，耦合生物处理（如前置厌氧消化）可降低电耗，而脉冲电源模式能减少电极钝化。中试研究表明，处理成本约为8-12元/吨，具备规模化应用潜力。电极除硬系统