循環(huán)水系統(tǒng)中微生物滋生會導致生物粘泥、管道腐蝕和換熱效率下降，電極電化學技術可通過原位生成殺菌劑（如活性氯、臭氧和羥基自由基）實現(xiàn)高效消毒。以鈦基涂層電極（Ti/RuO?-IrO?）為例，在含氯循環(huán)水中電解產(chǎn)生次氯酸（HClO），當有效氯濃度維持在0.5-2 mg/L時，對異養(yǎng)菌的殺滅率超過99.9%。相比傳統(tǒng)化學加藥（如二氧化氯），電化學法具有精細控量、無藥劑殘留的優(yōu)勢。系統(tǒng)設計需考慮電流密度（通常1-5 mA/cm2）、流速（>0.5 m/s防止結垢）和電極壽命（涂層穩(wěn)定性>5年）。某石化廠案例顯示，該技術使殺菌成本降低40%，且避免了化學藥劑對設備的腐蝕風險。電化學pH調(diào)控精度達±0.3。廣東數(shù)據(jù)中心電極除硬系統(tǒng)

溶解氧（DO）在電極氧化中扮演復雜角色：一方面作為去極化劑加速金屬溶解（如4Fe+3O?→2Fe?O?），另一方面在適當條件下促進保護性氧化膜形成。實驗數(shù)據(jù)顯示，當DO從0.1mg/L升至8mg/L時，碳鋼腐蝕速率可從0.01mm/a增至0.15mm/a。但在pH>9的堿性環(huán)境中，DO會促進γ-Fe?O?致密膜生成，反而抑制腐蝕。這種濃度-效應的非線性關系要求在實際監(jiān)測中必須精確控制DO水平。

氧化反應動力學受電荷轉移、物質(zhì)擴散等多因素控制。對于鐵電極，在pH=7的中性水中，其氧化電流密度通常為10??-10??A/cm2。當形成鈍化膜后，電流密度可降至10??A/cm2以下。值得注意的是，氯離子存在時會使鈍化膜局部破裂，產(chǎn)生微米級的活性溶解點，此時電流密度呈現(xiàn)脈動特征，這種非線性動力學行為給電極壽命預測帶來挑戰(zhàn)。通過電化學阻抗譜（EIS）可有效表征這些動力學過程。 湖北海水淡化電極電化學處理使抗性基因豐度下降2個數(shù)量級。

膜電極是利用隔膜對單種離子的透過性，或膜表面與電解液的離子交換平衡所建立的電勢，來測量電液中特定離子活度的裝置。其中玻璃電極較為典型，常用于測量溶液的酸堿度。它的敏感膜能選擇性地允許氫離子通過，當膜兩側氫離子濃度存在差異時，會產(chǎn)生膜電勢，通過測量膜電勢就能得知溶液中的氫離子濃度，進而確定溶液的 pH 值。離子選擇性電極同樣基于此原理，可對特定離子如鈉離子、鉀離子等進行精細檢測，在環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)學等領域發(fā)揮重要作用。

電極氧化反應遵循電化學熱力學原理，可用能斯特方程描述電極電位與反應物濃度的關系。以鐵電極為例，其氧化反應Fe→Fe2?+2e?的標準電極電位為-0.44V（vs SHE）。當系統(tǒng)電位超過該值，熱力學上即可發(fā)生自發(fā)氧化。在實際水系統(tǒng)中，溶解氧的存在會顯著提高氧化電位，例如O?+2H?O+4e?→4OH?反應的標準電位達+0.40V，二者耦合構成腐蝕電池。溫度每升高10℃，氧化反應速率通常提高1.5-2倍，這對高溫循環(huán)水系統(tǒng)的電極選材提出更高要求。電化學氣浮微氣泡粒徑10-30μm。

高鹽循環(huán)水易導致設備腐蝕和結垢，電化學離子交換（EDI）技術結合離子交換樹脂與直流電場，可連續(xù)脫除Ca2?、Mg2?和Cl?等離子。以填充混床樹脂的電滲析模塊為例，在15 V電壓下，硬度離子去除率>90%，產(chǎn)水電阻率可達5 MΩ·cm。相比傳統(tǒng)離子交換，EDI無需酸堿再生，且自動化程度高。設計要點包括：①樹脂選擇（強酸/強堿型）；②隔板流道優(yōu)化（防堵塞）；③極水循環(huán)（防結垢）。某電子廠超純水系統(tǒng)中，EDI使再生廢水排放量減少95%，運行成本降低30%。新型電極材料耐腐蝕性能優(yōu)異。廣東數(shù)據(jù)中心電極設施

循環(huán)水電化學處理設備緊湊。廣東數(shù)據(jù)中心電極除硬系統(tǒng)

鈦電極作為一種重要的電極材料，憑借其優(yōu)異的耐腐蝕性、高催化活性和穩(wěn)定性，在眾多領域得到了廣泛應用，并取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。從氯堿工業(yè)到新能源領域，從水處理到生物醫(yī)學，鈦電極不斷推動著相關行業(yè)的技術進步。然而，面對未來更加復雜和多樣化的需求，鈦電極仍需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展。通過持續(xù)的研究和技術改進，相信鈦電極將在性能上實現(xiàn)更大的突破，在應用領域上得到進一步拓展，為人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。廣東數(shù)據(jù)中心電極除硬系統(tǒng)