电极

循环水管道和换热器的电化学阴极保护可通过外加电流或牺牲阳极实现。以Impressed Current Cathodic Protection（ICCP）为例，钛镀铂阳极（寿命>20年）输出电流使碳钢管道电位极化至-850 mV（vs. CSE），腐蚀速率降低90%。设计需考虑：①阳极分布（每50米一组）；②参比电极监控（Ag/AgCl）；③绝缘法兰（防杂散电流）。某海水循环冷却系统中，ICCP技术使管道寿命从5年延长至15年以上。

循环水排污水的回用是节水关键，电化学-超滤（EC-UF）组合工艺可同步去除悬浮物、有机物和微生物。铝电极电解产生的Al³⁺水解后形成絮体（如Al(OH)₃），通过吸附和电中和作用强化UF膜污染控制，通量衰减率降低60%。典型操作条件：电流密度20 A/m²，膜通量50 L/(m²·h)。某热电厂的零排放项目中，EC-UF使反渗透进水SDI<3，回用率从70%提升至90%。 太阳能驱动电解系统藻类控制率95%。电极

为克服单一电氧化的局限性，常将其与光催化、臭氧氧化或生物处理联用。例如，电氧化-光催化（EO-PC）系统中，TiO₂光阳极在紫外光激发下产生电子-空穴对，与电生成的·OH协同降解污染物，对双酚A的矿化率比单独电氧化提高40%。电氧化-生物耦合工艺（如前置电氧化提高废水可生化性）可降低能耗，适用于高浓度有机废水。此外，电氧化与膜过滤结合（如电化学膜生物反应器）能同步实现污染物降解和固液分离，但需解决膜污染和电极-膜模块集成设计问题。吉林电极电化学技术减少90%酸碱药剂消耗。

热分解法是制备钛电极常用的方法之一。该方法首先将含有活性金属元素的有机盐或无机盐溶液涂覆在钛基体表面，然后通过高温热处理使涂层发生分解反应，形成具有电催化活性的金属氧化物涂层。在制备钛基二氧化钌电极时，通常采用四氯化钌的乙醇溶液作为涂液，将其均匀涂覆在经过预处理的钛基体上，然后在一定温度下进行多次热分解，每次热分解温度和时间都有严格要求，通过控制这些参数，可以精确调控涂层的结构和性能。热分解法制备的钛电极具有良好的涂层与基体结合力，且工艺相对简单，适合大规模生产。

钛电极具有良好的稳定性，包括化学稳定性和机械稳定性。在长期的电化学过程中，其表面的活性涂层不易发生脱落、溶解或结构变化，能够保持稳定的电催化性能。同时，钛基体的度和良好的韧性，使得电极在受到机械振动、热应力等外界因素影响时，依然能够保持结构完整。例如，在电解水制氢设备中，钛电极需要在连续的电解过程中保持稳定的工作状态，其化学和机械稳定性确保了设备的长期稳定运行，减少了因电极性能下降而导致的设备停机维护次数。电极系统处理效果持久稳定。

PFAS（如PFOA、PFOS）因C-F键能高（~116 kcal/mol），常规方法几乎无法降解。电氧化技术通过阳极生成的·OH和空穴（h⁺）攻击PFAS的羧基或磺酸基，逐步脱氟并缩短碳链。BDD电极在10 mA/cm²下处理PFOA 4小时，脱氟率>95%，且无短链PFAS积累。优化方向包括：①提高电极对PFAS的吸附能力（如碳纳米管修饰）；②添加助催化剂（如Ce³⁺）促进C-F键断裂；③开发电流密度（<2 mA/cm²）的长周期运行模式以降低能耗。该技术已被美国EPA列为PFAS处理推荐技术之一。

电化学处理使军团菌检出率降为零。电极

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%。电极