循环水电化学关键核心技术-电极材料：水中杂质、电极材料及其关系
发布时间：2026-09-07 阅读次数：
很多客户从网络、视频中看到了循环水电化学不错的除垢表现，但是，没有关注这是长期积累的垢量，没有和进入冷却塔的钙量对比，导致采购后除垢并没有达到预期目标，更没有实现换热器不结垢、节水减排目标，造成了巨大的投资损失。首先，采购到不成熟、不可靠的电化学设备，和循环水电化学虚假宣传、严重夸大技术效果、电化学发展阶段、技术水平等密切相关。其次，由于电化学技术涉及面广、技术复杂，存在技术和知识信息不对称，导致技术交流不充分、采购招标难以进行风险把控。循环水电化学市场存在的问题，比如虚假宣传、除垢实际效果、点腐蚀、管道泄漏等，已经引起有关部门领导、大学教授、行业专家、电极材料研究专家、研究机构、市场监管部门等各方注意，市场需要正本清源、实事求是，回归技术、商业本质。本文结合世界银行IFC验证过（在真实循环水系统验证，持续时间2年）的、能改变市场游戏规则的“钛氧化镍电化学EST”，谈谈循环水电化学市场存在的问题，对想招标循环水电化学的客户，可能会有一定的帮助，减少投资风险。循环水电化学很多方面的研究，还处于空白，我们查阅不到权威数据。本公司发布的技术数据，尽可能做到真实，汇总了多方面信息，包括客户使用效果反馈的数据、电极制造商、大学研究成果、国内外公开的论文期刊发布的成果，以及以色列艾格锡电化学发明人Gaby先生给予的帮助。要实现高除垢率、换热器不结垢、高节水率、投资安全，在电化学采购招标前必关注以下内容：
阳极材料不合格、用的场景不合适，会导致腐蚀、钝化、结垢、污染等技术问题，除垢无法稳定进行，电极寿命很短，仅仅几个月就会腐蚀破坏，电极更换成本很高。
高硬度水质、高浓缩倍数条件下，对阳极电流密度要求很高，否则，很容易结垢、破坏电极。
我们用国际循环水电化学发展的源头-原创厂家“艾格锡”的发展经历回答这个问题。艾格锡从事电化学研究超过48年，于2000年发明了#钛氧化镍水处理电极后淘汰了钛钌铱电极，即2000年是世界循环水电化学技术发展进程的分水岭，具有里程碑意义，当时被誉为“革命性水处理技术”。后者用于EST，除垢效率上不去、电极腐蚀快、寿命短、设备电流下降快、技术不稳定、除垢能力衰减、无法达到水质稳定。目前我国类似EST设备的技术表现，也证明了这些事实。此外，钛钌铱电极是产氯电极，用于析氯电解条件，仅仅产氯，无法彻底解决菌藻和黏泥问题，这就是很多客户购买电化学设备后黏泥仍然控制不住，仍然需要投加药剂的原因。电解产生次氯酸，和投加次氯酸钠杀菌剂，并没有本质区别，这是有认识误区的地方。A. 阳极是供电中心、发电厂，为阴极稳定提供电子用于除垢，因此，阳极不能被腐蚀、破坏、污染、结垢。B. 阳极功能：产生适量氯气，进而形成适量余氯，不可过量，除此之外，过量氯均为副反应。即使钛氧化镍阳极产生臭氧，臭氧浓度也必须受控，避免增加水质的腐蚀性，造成循环水系统的破坏，特别是在高氯离子环境下，这对阳极面积、电流密度的设计是有要求的。
有臭氧杀菌技术下，水质是清澈的，使用电化学EST的客户用EST排放的水养鱼
，水质清澈透亮，无任何药剂添加。
C. 阳极钝化、结垢、污染等，会改变“阴极-阳极”的电场稳定、分布，进而影响析垢、除垢效率。“电场状态”这一点被很多人忽略掉了。
D. 阳极出现问题，会影响刮垢装置的稳定性、故障率和除垢效率。E. #阳极副产物抑制问题：副产物需要抑制吗？有不少人认为阳极面积越大越好，甚至招标时对此做了要求，这是值得商榷的。 涉及阳极面积，无效反应，破坏性反应，阳极不能无限制产生有害气体。 阳极面积大，占地面积大，能耗高，电极更换成本高，副产物高，电流效率低，析垢效率低。 EST 1A电流析垢40g/h，是大阳极面积设备析垢效率的几十倍，是不是小而美？ 例如，对于10000m3/h的系统，EST的阳极电流密度高达500A/m2，阳极面积只有极板式大阳极设备的几十分之一，而电流析垢效率提高了几十倍，1安电流（A）产生高达40g/的碳酸钙垢（请注意：不含水，应去除镁垢），这说明大阳极面积、大电流设备，价格不会便宜，依靠数量而不是技术能力提高除垢量，不会有性价比。 设备除垢能力合格证：进出水钙硬度去除值，必须是验收指标，现场可测、可验证，不得衰减，这是保障您投资安全的可靠方法，也是实现高浓缩倍数、实现减排的硬实力。 虚假宣传值得警惕：部分厂家采用了和钛氧化镍电极产生“自由基和臭氧”完全一样的技术信息进行宣传，而钛氧化镍电极的电流密度500A/m2 钛钌铱电极在氯碱工业环境下应用，非常安全，电极寿命可达5-8年以上，但是，在电解循环水条件下，该电极不再“惰性”，会和水中杂质起化学反应，电极表现为钝化、腐蚀、结垢、污染、烧毁等。 水中杂质，还应包括电解过程产生的高浓度氧气（O2）和H+，前者对#钛钌铱电极钝化，会产生二氧化钛（TiO2）不导电膜，后者会腐蚀电极。 以下是一些从事循环水电化学除垢领域研究的电极制造商分享的宝贵信息，在此表示感谢！他们在研究循环水电化学对电极材料的要求背景下，研究水中杂质对电极的影响。 建议选择电极制造商时，一定关注那些真正研究循环水电化学电极材料的制造商
，他们给出了#电极使用的边界条件，低价竞争对他们也是不公平的。 1）氟离子：电极制造商给出的建议：钛钌铱电极不得在氟离子水质运行，阳极界面酸性环境，会形成腐蚀性极强的氢氟酸（HF），电极在微量氟离子下就会受到H+和F-双重腐蚀破坏。买的设备可能很快面临报废。 氟离子在很多地区的补水中含量比较高，建议采购方引起必要重视，防止“买了即停用”的尴尬，造成投资损失。 2）氯离子：氯离子浓度高一些，产生氧气浓度低一些，阳极的钝化会慢一些；氯离子浓度达到一定浓度，发过来可能会对电极造成腐蚀破坏，这和氯碱工业饱和氯化钠溶液反应的条件（是安全的）不一样。 3）高电导率：高电导率使得阳极界面反应剧烈，产生的热量散不出去，会导致电极温度升高，电极产生焦耳热，烧毁。 4）高硬度水质：低电流密度，阳极易结垢，电极维护清垢频繁，使得设备无法稳定运行。您购买的设备遇到这种情况了吗？ 难道除垢设备对阳极电流密度设计及运行没有技术要求？ EST的阳极电流密度500A/m2，而您计划采购的阳极电流密度只有20-100A/m2，真的可以让您放心购买吗？ 5）硫酸根：高浓度硫酸根（包括加浓硫酸调pH产生的硫酸根），会对电极材料造成破坏。 7）缓蚀剂：很多人认为“电化学+药剂”会发生协调响应，因此除垢率低，用药剂弥补，问题是，缓蚀剂可能对电极涂层造成破坏。 8）浊度：浊度高，会破坏电极。这证明宣传电极产生自由基和臭氧，是虚假的。阳极电流密度很高，阳极面积很小，副反应少，能耗低，运行成本忽略不计。同时，水的腐蚀性倾向不会增加，水质稳定，无需担心系统腐蚀问题。
，水质清澈透亮，无任何药剂添加。
，他们给出了#电极使用的边界条件，低价竞争对他们也是不公平的。
