针对工业废水零排放需求,将高盐废水回收循环利用已成为不可或缺的重要举措。然而相关处理工艺中的硬度离子结垢,极大的阻碍了工艺正常运行,己经成为制约盐水回用的瓶颈问题。尽管被广泛看好的电化学阴极沉淀技术已经取得了显著的改进,但其工作除垢速率低和装置能耗高等缺陷限制了该技术的大规模工业应用。鉴于此,本论文旨在研发软化效率高、长周期运行稳定、运营成本低的电化学阻垢、除垢装置,用于工业盐水软化以及部分脱盐。首先,以无机性盐水为研究对象,设计出一种自产晶种的双极电极电化学软化装置。该电解装置内置聚四氟乙烯（PTFE）微滤膜以及双极电极分离酸液和碱液。就进水流向设计出三种操作模式,最优操作模式A,应用电流密度8 m A cm-2时,阴极出水和终端汇流中钙硬度的持续去除率分别为85%和57%,对应沉积速率分别为1282 g Ca CO3h-1 m-2和956 g Ca CO3 h-1 m-2,能耗为0.62 k Wh kg-1Ca CO3,终端出水p H 7.0。综合考虑碳酸钙沉积速率、能耗、电流效率以及出水结垢倾向,得出最优操作参数为:电流密度8 m A cm-2、流速30 m L min-1、Ca2+/HCO3-摩尔比1:1.2。同时,对腔室内钙离子、硫酸根离子以及氯离子浓度进行考察,结果表明钙离子浓度受电迁移、电沉积共同影响,硫酸根离子仅受电迁移影响,氯离子受电迁移以及阳极氧化影响。能耗＜3 k Wh kg-1Ca CO3条件下,对某市政二级水以及海水进行处理,出水中硬度平均去除率分别为62.5%和42.5%,溶液电导率分别下降1000μS cm-2、5000μS cm-2,表明该技术可应用于实际盐水处理的预处理阶段。此外,长周期试验中该沉积系统能长期高效稳定运行。浊度以及沉积物晶型分析表明,感应阴极增强了电解装置的性能,这是由于电极阴极腔内优先沉积的碳酸钙颗粒增强了后续的感应阴极腔内碳酸钙二次沉积。其次,针对盐水处理过程中存在的有机污染问题,提出电解耦合电絮凝工艺,该工艺由隔膜电解池、电絮凝池以及微滤池构成,可有效同步软化,部分除盐,COD去除,浊度去除。实验表明,电解池电流密度10 m A cm-2耦合电絮凝池电流密度30 m A cm-2条件下,终端出水中Ca2+、COD的去除效率分别可达88%与33%。电导率可由进水的7 m S cm-2下降至5.8 m S cm-2,因此该耦合工艺展现出一定的除盐作用。综合考虑钙硬度去除率、COD去除率以及电导率,考察操作参数影响。结果表明,耦合系统的应用电流分配对Ca2+、COD的去除效率影响显著;水温升高对耦合工艺的硬度去除有消极影响,而对COD去除有促进作用;Ca2+/HCO3-摩尔比对Ca2+、COD的去除效率均有促进作用。此外,对沉积物分析发现,腐殖酸的存在对沉积的碳酸钙晶型无明显影响,电絮凝产物对盐水中的钙硬度以及腐殖酸去除起着至关重要的作用。电解20 m A cm-2耦合电絮凝50 m A cm-2条件下,电解耦合电絮凝工艺对石化工业盐水处理,终端出水中对钙离子、镁离子、COD的去除率分别达48%、50%、55%,浊度由初始的126 NTU降至1 NTU以下,电导率下降3600μS cm-1。表明该工艺可应用于工业盐水的硬度、COD以及浊度的同步去除。总之,本论文通过对电化学沉积技术逐步优化,构建了两套用于处理工业盐水的电化学体系。通过本文的研究为工业盐水除垢提供了技术方法以及理论依据,为装置产业化提供了技术支撑。