循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕與結(jié)垢往往并存，電化學方法可通過調(diào)控水質(zhì)穩(wěn)定性指數(shù)（LSI）實現(xiàn)雙重控制。陽極生成氧化性物質(zhì)（如ClO?）抑制腐蝕菌，而陰極反應生成的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陽極與316L不銹鋼陰極組合時，碳鋼掛片的腐蝕速率從0.2 mm/年降至0.02 mm/年，同時結(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和電導率數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)節(jié)電流（0.5-5 A），適用于水質(zhì)波動大的工況。某化工廠應用后，設備壽命延長3倍，且年節(jié)水效益達200萬元。電化學處理使設備清洗頻率降低80%。河北電極設施

污染土壤淋洗液常含高濃度重金屬和有機污染物（如PAHs），電極氧化還原反應可以協(xié)同去除兩類污染物。以Pb-芘復合污染淋洗液為例，Ti/PbO?陽極降解芘的同時，陰極還原Pb2?為Pb?實現(xiàn)回收。關鍵參數(shù)為淋洗劑選擇（檸檬酸優(yōu)于EDTA，避免絡合競爭）和pH控制（酸性條件利于重金屬還原）。技術瓶頸在于土壤淋洗液的高顆粒物含量易堵塞電極，需前置過濾或采用旋轉(zhuǎn)陰極設計?，F(xiàn)場試驗顯示，處理成本比焚燒法降低50%以上，且無二次污染風險。江西吸收塔電極電化學技術使生物膜厚度從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，電化學除垢技術通過陰極反應（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，垢層主要成分為文石型CaCO?（非粘附性），可通過自動刮垢裝置。關鍵參數(shù)包括電流密度（10-30 mA/cm2）、水溫（<60℃）和停留時間（>30分鐘）。某電廠循環(huán)水系統(tǒng)應用后，換熱管結(jié)垢速率從3 mm/年降至0.5 mm/年，同時節(jié)水15%（減少排污量）。該技術的瓶頸在于高硬度水質(zhì)（>500 mg/L CaCO?）時能耗上升，需配合水質(zhì)軟化預處理。

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-超濾耦合工藝使回用率達90%。

PFAS（如PFOA、PFOS）因C-F鍵能高（~116 kcal/mol），常規(guī)方法幾乎無法降解。電氧化技術通過陽極生成的·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，脫氟率>95%，且無短鏈PFAS積累。優(yōu)化方向包括：①提高電極對PFAS的吸附能力（如碳納米管修飾）；②添加助催化劑（如Ce3?）促進C-F鍵斷裂；③開發(fā)電流密度（<2 mA/cm2）的長周期運行模式以降低能耗。該技術已被美國EPA列為PFAS處理推薦技術之一。

太陽能驅(qū)動電解系統(tǒng)藻類控制率95%。河北電極設施

電極的制備工藝對其電化學性能至關重要。以鈦基涂層電極為例，典型制備流程包括基體預處理（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）的負載量。關鍵挑戰(zhàn)在于涂層與基體的結(jié)合力不足導致的剝落問題，可通過引入中間層（如Ta?O?）或等離子噴涂技術改善。此外，新興的原子層沉積（ALD）技術能實現(xiàn)單原子級精度，用于制備超薄、高活性電極涂層。河北電極設施