循环水系统的腐蚀与结垢往往并存，电化学方法可通过调控水质稳定性指数（LSI）实现双重控制。阳极生成氧化性物质（如ClO?）抑制腐蚀菌，而阴极反应生成的OH?与HCO??结合生成CO?2?，优先与Ca2?形成可排垢层。采用Ti/Pt阳极与316L不锈钢阴极组合时，碳钢挂片的腐蚀速率从0.2 mm/年降至0.02 mm/年，同时结垢倾向指数（PSI）从8降至4。智能控制系统可根据在线pH、ORP和电导率数据动态调节电流（0.5-5 A），适用于水质波动大的工况。某化工厂应用后，设备寿命延长3倍，且年节水效益达200万元。电化学处理使设备清洗频率降低80%。河北电极设施

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/PbO?阳极降解芘的同时，阴极还原Pb2?为Pb?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。江西吸收塔电极电化学技术使生物膜厚度从500μm降至50μm。

循环水中的钙镁离子易形成碳酸钙和硫酸钙垢，电化学除垢技术通过阴极反应（2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?）提高局部pH，促使成垢离子（Ca2?、Mg2?）以疏松形式析出并随排污水排除。采用网状不锈钢阴极时，垢层主要成分为文石型CaCO?（非粘附性），可通过自动刮垢装置。关键参数包括电流密度（10-30 mA/cm2）、水温（<60℃）和停留时间（>30分钟）。某电厂循环水系统应用后，换热管结垢速率从3 mm/年降至0.5 mm/年，同时节水15%（减少排污量）。该技术的瓶颈在于高硬度水质（>500 mg/L CaCO?）时能耗上升，需配合水质软化预处理。

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O?+2H?O+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。电化学-超滤耦合工艺使回用率达90%。

PFAS（如PFOA、PFOS）因C-F键能高（~116 kcal/mol），常规方法几乎无法降解。电氧化技术通过阳极生成的·OH和空穴（h?）攻击PFAS的羧基或磺酸基，逐步脱氟并缩短碳链。BDD电极在10 mA/cm2下处理PFOA 4小时，脱氟率>95%，且无短链PFAS积累。优化方向包括：①提高电极对PFAS的吸附能力（如碳纳米管修饰）；②添加助催化剂（如Ce3?）促进C-F键断裂；③开发电流密度（<2 mA/cm2）的长周期运行模式以降低能耗。该技术已被美国EPA列为PFAS处理推荐技术之一。

太阳能驱动电解系统藻类控制率95%。河北电极设施

电极的制备工艺对其电化学性能至关重要。以钛基涂层电极为例，典型制备流程包括基体预处理（喷砂、酸蚀）、涂层溶液配制（如RuCl?和IrCl?的混合溶液）和热分解氧化（多次涂覆-烧结循环）。溶胶-凝胶法可制备均匀的纳米氧化物涂层，而电沉积法则适合精确控制贵金属（如Pt）的负载量。关键挑战在于涂层与基体的结合力不足导致的剥落问题，可通过引入中间层（如Ta?O?）或等离子喷涂技术改善。此外，新兴的原子层沉积（ALD）技术能实现单原子级精度，用于制备超薄、高活性电极涂层。河北电极设施