循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕與結(jié)垢往往并存，電化學(xué)方法可通過(guò)調(diào)控水質(zhì)穩(wěn)定性指數(shù)（LSI）實(shí)現(xiàn)雙重控制。陽(yáng)極生成氧化性物質(zhì)（如ClO?）抑制腐蝕菌，而陰極反應(yīng)生成的OH?與HCO??結(jié)合生成CO?2?，優(yōu)先與Ca2?形成可排垢層。采用Ti/Pt陽(yáng)極與316L不銹鋼陰極組合時(shí)，碳鋼掛片的腐蝕速率從0.2 mm/年降至0.02 mm/年，同時(shí)結(jié)垢傾向指數(shù)（PSI）從8降至4。智能控制系統(tǒng)可根據(jù)在線pH、ORP和電導(dǎo)率數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電流（0.5-5 A），適用于水質(zhì)波動(dòng)大的工況。某化工廠應(yīng)用后，設(shè)備壽命延長(zhǎng)3倍，且年節(jié)水效益達(dá)200萬(wàn)元。電化學(xué)處理使設(shè)備清洗頻率降低80%。河北電極設(shè)施

污染土壤淋洗液常含高濃度重金屬和有機(jī)污染物（如PAHs），電極氧化還原反應(yīng)可以協(xié)同去除兩類污染物。以Pb-芘復(fù)合污染淋洗液為例，Ti/PbO?陽(yáng)極降解芘的同時(shí)，陰極還原Pb2?為Pb?實(shí)現(xiàn)回收。關(guān)鍵參數(shù)為淋洗劑選擇（檸檬酸優(yōu)于EDTA，避免絡(luò)合競(jìng)爭(zhēng)）和pH控制（酸性條件利于重金屬還原）。技術(shù)瓶頸在于土壤淋洗液的高顆粒物含量易堵塞電極，需前置過(guò)濾或采用旋轉(zhuǎn)陰極設(shè)計(jì)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)顯示，處理成本比焚燒法降低50%以上，且無(wú)二次污染風(fēng)險(xiǎn)。江西吸收塔電極電化學(xué)技術(shù)使生物膜厚度從500μm降至50μm。

循環(huán)水中的鈣鎂離子易形成碳酸鈣和硫酸鈣垢，電化學(xué)除垢技術(shù)通過(guò)陰極反應(yīng)（2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?）提高局部pH，促使成垢離子（Ca2?、Mg2?）以疏松形式析出并隨排污水排除。采用網(wǎng)狀不銹鋼陰極時(shí)，垢層主要成分為文石型CaCO?（非粘附性），可通過(guò)自動(dòng)刮垢裝置。關(guān)鍵參數(shù)包括電流密度（10-30 mA/cm2）、水溫（<60℃）和停留時(shí)間（>30分鐘）。某電廠循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用后，換熱管結(jié)垢速率從3 mm/年降至0.5 mm/年，同時(shí)節(jié)水15%（減少排污量）。該技術(shù)的瓶頸在于高硬度水質(zhì)（>500 mg/L CaCO?）時(shí)能耗上升，需配合水質(zhì)軟化預(yù)處理。

電極氧化反應(yīng)遵循電化學(xué)熱力學(xué)原理，可用能斯特方程描述電極電位與反應(yīng)物濃度的關(guān)系。以鐵電極為例，其氧化反應(yīng)Fe→Fe2?+2e?的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.44V（vs SHE）。當(dāng)系統(tǒng)電位超過(guò)該值，熱力學(xué)上即可發(fā)生自發(fā)氧化。在實(shí)際水系統(tǒng)中，溶解氧的存在會(huì)顯著提高氧化電位，例如O?+2H?O+4e?→4OH?反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位達(dá)+0.40V，二者耦合構(gòu)成腐蝕電池。溫度每升高10℃，氧化反應(yīng)速率通常提高1.5-2倍，這對(duì)高溫循環(huán)水系統(tǒng)的電極選材提出更高要求。電化學(xué)-超濾耦合工藝使回用率達(dá)90%。

PFAS（如PFOA、PFOS）因C-F鍵能高（~116 kcal/mol），常規(guī)方法幾乎無(wú)法降解。電氧化技術(shù)通過(guò)陽(yáng)極生成的·OH和空穴（h?）攻擊PFAS的羧基或磺酸基，逐步脫氟并縮短碳鏈。BDD電極在10 mA/cm2下處理PFOA 4小時(shí)，脫氟率>95%，且無(wú)短鏈PFAS積累。優(yōu)化方向包括：①提高電極對(duì)PFAS的吸附能力（如碳納米管修飾）；②添加助催化劑（如Ce3?）促進(jìn)C-F鍵斷裂；③開(kāi)發(fā)電流密度（<2 mA/cm2）的長(zhǎng)周期運(yùn)行模式以降低能耗。該技術(shù)已被美國(guó)EPA列為PFAS處理推薦技術(shù)之一。

太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)電解系統(tǒng)藻類控制率95%。河北電極設(shè)施

電極的制備工藝對(duì)其電化學(xué)性能至關(guān)重要。以鈦基涂層電極為例，典型制備流程包括基體預(yù)處理（噴砂、酸蝕）、涂層溶液配制（如RuCl?和IrCl?的混合溶液）和熱分解氧化（多次涂覆-燒結(jié)循環(huán)）。溶膠-凝膠法可制備均勻的納米氧化物涂層，而電沉積法則適合精確控制貴金屬（如Pt）的負(fù)載量。關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于涂層與基體的結(jié)合力不足導(dǎo)致的剝落問(wèn)題，可通過(guò)引入中間層（如Ta?O?）或等離子噴涂技術(shù)改善。此外，新興的原子層沉積（ALD）技術(shù)能實(shí)現(xiàn)單原子級(jí)精度，用于制備超薄、高活性電極涂層。河北電極設(shè)施