污染物的存在是人类生产活动所遗留下的重大问题，其处理方法应具有反应条件温和、无二次污染、环境友好且易于控制等特点。电化学法兼具有高效和环保的特点，在无害化处理水中有机污染物方面具有一定的优势。电极材料作为电化学技术应用的核心，其开发和性能的充分发挥是解决阳极氧化和生物膜阴极水处理技术的关键。因此，本论文以无害化处理水中有机污染物为目的，对电化学氧化技术和生物膜电极技术的高效应用问题开展一系列基础研究。（1）电催化氧化技术处理有机污染物的研究使用Ti/Sb₂O₅-SnO₂/PbO₂电极和Ti/RuO₂-TiO₂-SnO₂电极降解苯酚，由于电极析氧析氯的能力不同，因此，无氯离子时，降解反应以直接电氧化方式进行，低氧超电位的Ru-Ti-Sn电极材料易发生析氧的副反应，与电氧化有机物争夺电子，导致电流效率低于PbO₂电极降解体系。加入氯离子后，易于析氯的Ru-Ti-Sn电极优先将氯离子转化为活性氯，以间接电氧化反应为主，处理能力有所提高。对于PbO₂电极体系，苯酚的间接电氧化与直接电氧化可能同时发生。掺杂有F元素的PbO₂电极表面晶粒粒度减小，电极有效活性点增加，且析氧电位有所提高，这些性质的变化可减少析氧副反应的发生，使消耗的电能更好的应用于有机物降解反应。电化学氧化技术对电极材料的要求较高，降解过程中的电流效率受电极的电化学性能影响较大。同时，电化学法还存在电流效率低、能耗高、操作费用大等许多亟待解决的问题。因此，低能耗高性能的生物膜电极材料的开发应用具有极大的意义。（2）生物膜电极性能影响因素的研究研究了生物膜厚度、降解体系组分、电极使用方式及溶解氧对生物膜电极降解苯酚性能的影响。生物膜阴极降解苯酚的性能比裸钛阴极的降解性能高，但降解过程受生物膜厚度影响较大，膜越薄，降解效率越高，这是由于生物膜导电性差，过厚的膜层会阻碍电极基底与溶液间的传荷和传质活动。体系中的碳、氮、无机盐等营养物质充足且将生物膜电极作为阴极使用，是保证生物膜电极高效降解性能充分发挥的关键。实验中所使用的苯酚高效降解菌为混合菌种，兼具好氧和厌氧双重性质，溶解氧的量对其降解效果影响不大。（3）生物膜电极制备速度影响因素的研究研究了用于苯酚降解的生物膜电极制备过程中影响膜生长速度的因素，分别讨论了基体材料、吸附方式、细菌含量、环境温度、苯酚浓度和电流强度对微生物吸附速度的影响，吸附速度通过一定时间内制备的生物膜厚度来表达。通电方式可以比自然吸附更快地制备生物膜电极，且膜结构致密，存在许多孔洞，可以减小惰性微生物层对电极和溶液间的传荷和传质的阻碍作用。通电条件下，多孔的玻碳基体比钛基体更易于微生物的附着。细菌接种量过低时在电极表面附着的比较分散，膜层很薄，但菌含量过高会增加细菌间的竞争作用，同样不利于生物膜电极的制备。外界温度超过细菌的最适生长温度会杀死细菌，若低于其最适生长温度则会抑制细菌的新陈代谢活动，使繁殖速度减慢，因此，适当的温度是保持微生物活性的关键。体系中苯酚含量较高时，由于碳源充足，细菌大量繁殖，电极的制备速度加快。施加电流较低时，微生物吸附较慢，若电流密度超出了部分微生物所能接受的电流范围，微生物同样不能很好的吸附。因此，适当的电流强度是保证苯酚被生物膜电极高效降解的重要因素。（4）生物膜电极的选择性研究用苯酚降解菌制备的生物膜电极对H₂O₂无催化响应，且对非酚类有机物的降解存在困难，对酚类有机物的去除具有一定选择性。直接应用生物膜电极法处理含有非酚类物质的水性漆废水效果不理想，主要是由于废水中有机物浓度和毒性较高。若对水性漆废水进行预处理，提高废水的可生化性，并使用经相应废水体系驯化的生物膜电极降解，可增加生物膜电极应用的可能性。用苯酚降解菌制备的生物膜电极材料处理主要成份为酚类有机物的香兰素废水，可在短时间内实现降解作用，但由于实际废水的成份复杂，微生物很难在毒性大的环境体系中长时间生存，会在降解后期出现COD升高现象