宁夏海水淡化电极设施

难溶盐电极的氧化还原对中有一个组分为难溶盐或其他固相，它包含三个物相、两个界面，且在每一相界面上存在着单一的快速迁越过程，甘汞电极（Hg|Hg₂Cl₂|Cl⁻）便是典型。在甘汞电极中，甘汞与电解液的溶解平衡受电液中浓度较高的 Cl⁻所控制，Cl⁻在 Hg₂Cl₂| 电液界面上的交换速率很快，这使得甘汞电极的电极电势极为稳定，因此它成为常用的参比电极之一。部分书刊将这类电极称为第二类电极，在电化学测量等领域有着不可或缺的地位。电化学技术节水效益达200万元/年。宁夏海水淡化电极设施

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ImpressedCurrentCathodicProtection（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-850mV（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20A/m²，膜通量50L/(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%。河北海水淡化电极电化学脱氮技术氨氮去除率>90%。

电极材料的选择至关重要，它直接影响电极的性能和应用范围。金属材料如铜、银、铂等，因具有良好的导电性，在许多电极应用中备受青睐。铜的导电性优良且成本相对较低，常用于一般的导电电极；银的导电率更高，在一些对导电性要求极高的电子器件电极中有所应用；铂则因其出色的化学稳定性和生物相容性，常用于医疗设备电极以及一些高精度的电化学检测电极。此外，碳材料如石墨，也因其独特的导电性能和化学稳定性，在电池电极等领域使用。

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。电化学系统使冷却塔逼近温差降至3℃。

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-超滤耦合工艺使回用率达90%。宁夏海水淡化电极设施

臭氧氧化可高效降解循环水中的难降解有机物，电化学臭氧发生器（EOG）通过质子交换膜电解水产生高浓度臭氧（50-200gO₃/kWh）。以PbO₂阳极为例，臭氧产率比传统电晕法高30%，且无需空气预处理。某印染厂将EOG集成至循环水系统，色度去除率>95%，并减少了污泥产量。循环水中的Cu、Zn等重金属可通过电化学沉积在阴极回收。采用旋转阴极（转速50rpm）和脉冲电流（占空比20%）时，铜回收纯度达99.5%，电流效率>80%。某电镀厂循环水处理案例显示，年回收铜2.5吨，经济效益与环境效益明显。宁夏海水淡化电极设施