电催化氧化设备应用原理
电催化氧化设备是针对目前高浓度、难降解废水和生化不达标问题而开发出的一种高效实用处理设备，主要用于高浓度、高盐、高COD废水的处理及生化后废水的深度处理。设备借助于外加电源，在反应器内复合极板与废水发生电化学反应。
设备在外加电场的作用下，将被处理的污水或液体引入电解槽，在电流的作用下，电极材料表面产生羟基自由基等活性集团来氧化水体中的有机物，将其氧化分解为二氧化碳、水、小分子有机物等，可降低水中COD、氨氮、色度、提高可生化性等。
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电极反应：设备通电后，在阳极和阴极表面分别发生氧化和还原反应。
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阳极氧化：阳极通常采用具有高析氧过电位的材料，如钛基二氧化铅电极、硼掺杂金刚石电极等。当废水流经阳极表面时，水分子在阳极失去电子被氧化，产生强氧化性的羟基自由基（・OH）。羟基自由基具有很高的氧化电位（2.8 V vs. NHE），能够无选择性地将水中的有机物氧化分解为二氧化碳、水和其他无机小分子。此外，一些有机物也可能直接在阳极表面失去电子被氧化，这一过程称为直接氧化。
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阴极还原：阴极发生还原反应，对于含重金属离子的废水，重金属离子在阴极得到电子，被还原为金属单质析出。例如，含铜废水在阴极可发生反应 C u 2 + + 2 e − ⟶ C u ，从而实现重金属离子的去除。同时，阴极也可能发生析氢反应 2 H 2 O + 2 e − ⟶ H 2 ↑ + 2 O H − ，产生氢气。
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电催化作用：电极材料的催化性能对电催化氧化过程起着关键作用。
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降低反应活化能：电催化剂能够降低电极反应的活化能，使反应更容易进行。例如，在某些电极表面，有机物的氧化反应可以通过一系列的电子转移步骤进行，电催化剂可以促进这些步骤的进行，提高反应速率。
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提高选择性：一些电催化剂对特定类型的有机物具有较高的催化活性，能够实现对目标污染物的选择性氧化。例如，在处理含酚废水时，特定的电催化剂可以优先将酚类物质氧化为无害的产物，而对废水中的其他成分影响较小。
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传质过程：在电催化氧化过程中，传质过程对反应速率和处理效果也有重要影响。
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废水主体与电极表面的传质：废水中的污染物需要从废水主体扩散到电极表面才能发生反应。搅拌、曝气等方式可以提高废水的湍流程度，增强传质效果，使更多的污染物能够及时到达电极表面进行反应。
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电极表面产物的扩散：反应生成的产物需要及时从电极表面扩散到废水主体中，否则会在电极表面积累，影响反应的继续进行。例如，在阳极产生的二氧化碳等气体需要及时脱离电极表面，以免阻碍电极反应的进行。
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