[VIP第1年] 指数:3
随着人们对水质要求的不断提高，钛电极在水处理领域发挥着越来越重要的作用。在电解法水处理中，钛电极可用于降解水中的有机污染物、去除重金属离子等。通过选择合适的钛电极材料和涂层，能够产生具有强氧化性的活性物质，如羟基自由基等，这些活性物质可以将水中的有机污染物氧化分解为无害的二氧化碳和水。例如，在处理印染废水、制药废水等高浓度有机废水时，钛电极电解法具有处理效率高、无二次污染等优点。同时，钛电极还可用于消毒杀菌，通过电解产生的氯气、次氯酸等物质杀灭水中的细菌和病毒，保障饮用水的安全。电化学方法使色度从500倍降至10倍以下。江西源力循坏水电极
循环水中的油类、缓蚀剂和工艺泄漏有机物会加速微生物繁殖，电化学高级氧化（EAOPs）技术可将其降解为小分子或矿化。以BDD电极为例，其产生的羟基自由基（·OH）能无选择性地攻击有机物，COD去除率可达70-90%。对于含聚丙烯酸类阻垢剂的循环水，在10 V电压下处理2小时，TOC降解率超过80%，且降解产物无生物毒性。系统需优化极板间距（<10 mm降低欧姆损耗）和流量分布（避免短流）。某钢铁厂案例中，电氧化单元使循环水COD稳定控制在30 mg/L以下，减少了生物粘泥导致的停机清洗频率。
电极氧化反应遵循电化学热力学原理，可用能斯特方程描述电极电位与反应物浓度的关系。以铁电极为例，其氧化反应Fe→Fe²⁺+2e⁻的标准电极电位为-0.44V（vs SHE）。当系统电位超过该值，热力学上即可发生自发氧化。在实际水系统中，溶解氧的存在会显著提高氧化电位，例如O₂+2H₂O+4e⁻→4OH⁻反应的标准电位达+0.40V，二者耦合构成腐蚀电池。温度每升高10℃，氧化反应速率通常提高1.5-2倍，这对高温循环水系统的电极选材提出更高要求。
高盐循环水易导致设备腐蚀和结垢，电化学离子交换（EDI）技术结合离子交换树脂与直流电场，可连续脱除Ca²⁺、Mg²⁺和Cl⁻等离子。以填充混床树脂的电渗析模块为例，在15 V电压下，硬度离子去除率>90%，产水电阻率可达5 MΩ·cm。相比传统离子交换，EDI无需酸碱再生，且自动化程度高。设计要点包括：①树脂选择（强酸/强碱型）；②隔板流道优化（防堵塞）；③极水循环（防结垢）。某电子厂超纯水系统中，EDI使再生废水排放量减少95%，运行成本降低30%。电极技术处理循环水无药剂残留。
电解槽中的电极同样至关重要，它是电流进入或离开电解液的导体，电解过程就在电极相界面上发生氧化还原反应。电极分为阴极和阳极，与电源正极相连的是阳极，阳极上发生氧化反应；与电源负极相连的是阴极，阴极上发生还原反应。电解材料种类繁多，碳电极是常用材料之一，因其具有良好的导电性和化学稳定性，在许多电解过程中表现出色。此外，钛等金属也可作为电极材料，尤其在一些对电极耐腐蚀性要求较高的特殊电解应用中。在电镀工艺里，含有镀层金属的金属常作为阳极，待镀制品则作为阴极。电化学脱氮技术氨氮去除率>90%。江西源力循坏水电极
电化学-膜技术实现循环水零排放。江西源力循坏水电极
污染土壤淋洗液常含高浓度重金属和有机污染物（如PAHs），电极氧化还原反应可以协同去除两类污染物。以Pb-芘复合污染淋洗液为例，Ti/PbO₂阳极降解芘的同时，阴极还原Pb²⁺为Pb⁰实现回收。关键参数为淋洗剂选择（柠檬酸优于EDTA，避免络合竞争）和pH控制（酸性条件利于重金属还原）。技术瓶颈在于土壤淋洗液的高颗粒物含量易堵塞电极，需前置过滤或采用旋转阴极设计。现场试验显示，处理成本比焚烧法降低50%以上，且无二次污染风险。江西源力循坏水电极
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