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以掺硼金刚石薄膜电极(Boron-doped Diamond，BDD)为阳极的电化学氧化系统因其优异的物理化学性能，在处理难降解有机污染物方面成效显著。本研究以BDD电极为阳极的电化学系统为研究对象，深入探讨了污染物在电极表面氧化去除的机理，采用新型的供电模式有效提高了电流效率，论证了吸附-电化学再生的工艺的可行性，逐步解决了电化学氧化法在实际应用中的瓶颈问题，使之具备实际应用的可能。 在BDD电极氧化机理的研究中，选取五种结构类似但所含氮原子数目与位置不同的含氮杂环化合物作为目标污染物，研究它们在电极表面的去除效果，实验结果表明五种物质在BDD电极表面均可以被有效的氧化去除，说明BDD为阳极的电化学系统是去除这些生物难降解物质的有效方法。为了验证具有强氧化性的·OH为BDD电极系统的主要氧化剂，利用·OH亲电反应的特质，通过PM3的量子化学方法分别计算了五种分子上各个原子的电子云密度值，综合考虑电子密度大小以及空间位阻的影响确定了五种物质的反应活性位点;通过中间产物分析，确定了各个分子上优先反应的位置，印证了理论识别出的活性位点的准确性。在大量描述分子特征的量子化学参数中，发现离域能与物质降解拟一级动力学常数之间具有相关系数为0.971线性关系，表明在具有共轭系统的分子中，电子可以通过共轭系统可以进行迁移，并在反应活性位点积聚，离域能是衡量电子迁移和积聚的能力的有效指标，且这一参数可以用于预测具有共轭系统的物质在BDD电极表面去除的难易程度。 在利用新型供电模式提高电流效率的研究中，致力于解决电化学氧化法耗电量大、运行成本高这个一直以来制约其在实际中广泛应用的瓶颈问题。研究从供电模式入手，根据污染物降解特性首次将指数衰减供电模式应用到电化学氧化系统中。通过对BDD，PbO2和SnO2电化学系统氧化苯酚模拟废水的研究发现，由于·OH形态的差异，BDD电极上最高的瞬时电流效率可以达到100％，而在同条件下，PbO2和SnO2电极上，最高瞬时电流效率仅为23％和8.7％。将传统的直流供电模式改为指数衰减的供电模式，有效解决了电解过程中污染物浓度降低导致的析氧反应加剧的问题，使得电解全过程中电流效率均可保持最高值。以BDD电化学系统为例，采用响应曲面法，研究了指数衰减供电模式四个操作条件的影响以及相互作用关系。在最优的操作条件下，3h内COD即可从500 mg L-1降至达标排放。在此过程中，电流效率保持为100％，并且单位COD去除的能量消耗仅为17.2 kWh kgCOD-1，相较于以往同条件恒电流条件能量消耗节省了近73％，表明指数衰减的供电模式下的BDD电化学系统不仅是生物难降解有机废水的高效的处理方法，而且运行成本适宜，具备极强的应用推广价值。 针对电化学氧化设备容积较小，处理水量受限的缺陷，提出吸附-电化学再生饱和活性炭工艺流程，并对其可行性进行了研究。通过对吸附饱和对硝基酚的活性炭在电化学系统中的再生机理研究，发现固定于阴极的带有大量负电荷的活性炭颗粒对于对硝基酚电斥力作用是对硝基酚从活性炭表面脱附的主要原理。实验就电流强度，电解时间，支持电解质的浓度，流速，pH值，阳极材料以及再生次数等对活性炭再生进行了系统的研究，确定了最优的操作条件。通过衡算对硝基酚的去除总量，发现再生系统中对硝基酚的去除速率是直接去除电解液中对硝基酚速度的6倍，活性炭颗粒表面H2O2和·OH等强氧化性物质是加速对硝基酚去除的主要原因。这些研究结果表明与直接处理水溶液中的有机物相比，先利用吸附材料对污染物进行富集浓缩，再利用电化学方法对吸附材料进行处理，不仅同步实现材料的再生和有机物的去除，而且去除速率可以大大提升。这一处理思路也可以有效解决电化学法处理容积受限的问题，使得电化学法在实际水处理中应用的可行性进一步提高。 研究结果证明，以BDD电极为阳极的电化学氧化系统对于去除难降解的有机污染物效果良好;在新型的供电模式下，电流效率在电解全过程均可保持最高值，能耗降低显著;通过改进工艺流程，处理水量受限等问题也可以被有效解决，表明以BDD为阳极的电化学氧化法在实际水处理应用中具有极强的应用潜力。