電極電氧化是一種通過陽極表面直接或間接氧化降解污染物的電化學(xué)技術(shù)。其機制包括兩種路徑：一是污染物在陽極表面直接失去電子（直接氧化），二是陽極生成強氧化性活性物種（如羥基自由基·OH、活性氯等）引發(fā)間接氧化。以硼摻雜金剛石（BDD）電極為例，其寬電位窗口（>2.5 V vs. SHE）可高效產(chǎn)生·OH，實現(xiàn)有機物的完全礦化。典型反應(yīng)中，有機物（R）被氧化為CO?和H?O：R + ·OH → CO? + H?O + 其他產(chǎn)物。此外，電解質(zhì)類型明顯影響反應(yīng)路徑：含Cl?介質(zhì)中會生成HClO/ClO?，而SO?2?介質(zhì)則依賴·OH主導(dǎo)氧化。該技術(shù)的效率由電流密度、電極材料、pH值和傳質(zhì)條件共同決定，需通過優(yōu)化參數(shù)平衡降解速率與能耗。電化學(xué)防垢涂層使結(jié)垢誘導(dǎo)期延長10倍。湖南循壞水電極除硬系統(tǒng)

PPCPs（如防曬劑）在水體中持續(xù)積累，傳統(tǒng)工藝難以有效去除。電氧化技術(shù)可通過自由基攻擊實現(xiàn)PPCPs的分子結(jié)構(gòu)破壞。以磺胺甲惡唑（SMX）為例，BDD電極在10 mA/cm2電流密度下處理2小時，SMX降解率>95%，且毒性評估顯示中間產(chǎn)物無生態(tài)風(fēng)險。關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于PPCPs的低濃度（ng/L~μg/L）和高背景有機物干擾，需通過提高電極選擇性（如分子印跡改性）或耦合前置吸附工藝來增強靶向降解。此外，實際水體中碳酸鹽等自由基淬滅劑會降低效率，需優(yōu)化反應(yīng)條件以抑制副反應(yīng)。新疆電極除硬系統(tǒng)三維電極處理苯酚廢水效率提高50%。

氯離子對電極氧化的影響主要體現(xiàn)在：①競爭吸附破壞鈍化膜（Cl?與O2?競爭金屬表面位點）；②形成可溶性金屬氯配合物（如FeCl?）；③形成酸性微環(huán)境。當(dāng)Cl?濃度超過300mg/L時，316不銹鋼的點蝕電位會從+0.35V驟降至+0.05V。值得注意的是，Cl?/SO?2?比值超過0.5時，協(xié)同效應(yīng)會明顯加劇腐蝕，這解釋了為何海水冷卻系統(tǒng)需要特種合金電極。

硫酸鹽還原菌（SRB）等微生物可通過獨特機制加速電極氧化：①分泌酸性代謝物；②形成差異通氣電池；③直接參與電子轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)SRB存在時，碳鋼腐蝕速率可達無菌環(huán)境的5-10倍。更復(fù)雜的是，微生物生物膜會導(dǎo)致電極表面pH梯度變化，某些區(qū)域pH可低至2-3，這種微區(qū)酸化現(xiàn)象常規(guī)探頭難以檢測，需借助微電極陣列進行空間分辨測量。

循環(huán)水中的油類、緩蝕劑和工藝泄漏有機物會加速微生物繁殖，電化學(xué)高級氧化（EAOPs）技術(shù)可將其降解為小分子或礦化。以BDD電極為例，其產(chǎn)生的羥基自由基（·OH）能無選擇性地攻擊有機物，COD去除率可達70-90%。對于含聚丙烯酸類阻垢劑的循環(huán)水，在10 V電壓下處理2小時，TOC降解率超過80%，且降解產(chǎn)物無生物毒性。系統(tǒng)需優(yōu)化極板間距（<10 mm降低歐姆損耗）和流量分布（避免短流）。某鋼鐵廠案例中，電氧化單元使循環(huán)水COD穩(wěn)定控制在30 mg/L以下，減少了生物粘泥導(dǎo)致的停機清洗頻率。

循環(huán)水系統(tǒng)中微生物滋生會導(dǎo)致生物粘泥、管道腐蝕和換熱效率下降，電極電化學(xué)技術(shù)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(dāng)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(xué)加藥（如二氧化氯），電化學(xué)法具有精細控量、無藥劑殘留的優(yōu)勢。系統(tǒng)設(shè)計需考慮電流密度（通常1-5 mA/cm2）、流速（>0.5 m/s防止結(jié)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(shù)使殺菌成本降低40%，且避免了化學(xué)藥劑對設(shè)備的腐蝕風(fēng)險。循環(huán)水電化學(xué)處理設(shè)備緊湊。山東電極設(shè)備

電化學(xué)pH調(diào)控精度達±0.3。湖南循壞水電極除硬系統(tǒng)

目前相比傳統(tǒng)氯消毒，電氧化可同步殺滅病原體和降解微污染物（如農(nóng)藥、內(nèi)分泌干擾物）。采用Ti/IrO?-Ta?O?電極時，大腸桿菌的滅活率在5分鐘內(nèi)達99.99%，且無消毒副產(chǎn)物（DBPs）生成。對于飲用水中常見的阿特拉津（除草劑），電氧化優(yōu)先攻擊其叔胺基團，降解路徑明確。實際應(yīng)用中需平衡消毒效果與能耗（通常<0.5 kWh/m3），并考慮水源水質(zhì)（如天然有機物的干擾）。形成了模塊化的電氧化設(shè)備已經(jīng)成功作用于農(nóng)村分散式供水處理。湖南循壞水電極除硬系統(tǒng)