随着工业和城市化的发展,水体富营养化所导致的藻类爆发现象已成为我国重要的生态环境问题之一。由于主流藻类治理技术的局限性,寻求新型的控藻方法迫在眉睫。三维电催化氧化技术克服了二维电极比表面积小、电流效率低的缺陷,在水处理方面具有显著优势,在该技术中,粒子电极是影响电催化效果的关键因素。钢渣是一种工业固体废物,它含多种金属及其氧化物、孔径结构丰富且比表面积较大。本文以钢渣为原料,研发出新型粒子电极,实现钢渣的废物化利用,同时建立三维电催化氧化系统,研究体系的除藻性能及除藻机理。本研究以钢渣为主要原料制备钢渣粒子电极,以粒子电极的表观状况和电催化除藻性能为测定指标,优化其制备条件;采取超声浸渍-焙烧法对钢渣粒子电极进行改性,确定改性钢渣粒子电极的制备条件,并表征粒子电极的形貌特征、化学组成、磁性能及电化学性能。以改性钢渣粒子作粒子电极建立静态三维电催化氧化系统,研究电解质浓度、粒子投加量、槽电压、初始藻密度、藻细胞生长时期等对电催化除藻的影响,以此优化其运行条件,并进行动态实验和粒子电极的重复测试,验证系统的除藻性能。最后通过研究电催化系统内粒子电极对藻细胞的吸附情况、羟基自由基的产生和变化以及强化除藻机理、电催化氧化即时除藻效果以及电催化氧化长期抑藻效果,探究三维电催化氧化除藻机理。钢渣粒子电极的制备条件为将钢渣、蒙脱石、锯末按质量比60%∶28%∶12%混合造粒,800°C煅烧60 min;改性钢渣粒子电极的制备条件为30%Zn（NO3）2溶液超声浸渍钢渣粒子1 h,110°C烘干3 h,400°C焙烧2 h。钢渣粒子电极和改性钢渣粒子电极均含O、Mg、Al、Si、Ca、Fe等元素,其比表面积分别为（2.7256±0.0110）m~2/g和（1.2922±0.0049）m~2/g,改性后有所减小;两种粒子电极因含Fe3O4,本身的磁引力可克服重力作用;改性钢渣粒子电极因表面负载有10.75%的Zn O,使其电化学阻抗较改性前增强了2.05倍,较钢渣粒子电极具有更强的电化学性能。当三维电催化氧化系统内电解质浓度为1 g/L,改性钢渣粒子投加量为6 g,槽电压为8 V,处理初始藻密度为10~8～10~9个/L的对数生长期藻液时,系统达到最佳运行状态,10 min除藻率可达58.49%。当系统动态循环处理450 m L藻液时,60 min除藻率可达56.83%,且改性钢渣粒子电极经多次重复使用后仍有更高的催化活性。三维电催化氧化系统通过电催化氧化和吸附的共同作用除藻,且电催化氧化在电催化氧化过程中占主导,改性钢渣粒子电极电催化体系产·OH的速率常数为9.29mol/（L·min）,高于二维电极、钢渣粒子电极体系的3.20、5.08 mol/（L·min）,改性钢渣粒子电极电催化系统具有更好的除藻性能。电催化氧化会损坏藻细胞结构、酶系统及光合作用系统,可即时去除藻细胞和抑制藻细胞生长,且系统的电催化氧化能力越强,对藻细胞的去除和抑制作用越明显。