氟是人体必需的微量元素，摄入不足或过量均会影响人体健康，合适的饮用水氟浓度为0.5~1.0mg/L。我国地方性氟中毒发病广、影响人口多、病情严重，因此除氟技术的研究十分必要。本文在总结现有除氟工艺存在缺陷的基础上，采用单极性三维电极法进行除氟研究，通过外加电压使三维电极填料带电，利用其较大的比表面积吸附水中的氟离子，为饮用水除氟提供新的技术选择。本文通过静态试验，从填料种类、极板间距、极板电压等方面考察了三维电极法的除氟效果和运行条件，并进行了热力学分析。研究了连续三维电极反应器的除氟效果和再生方式。静态试验结果表明：采用活性炭-1、活性炭-2和无烟煤作为三维电极填料，均能将氟离子浓度从4mg/L降至1mg/L以下，达到我国的饮用水含氟标准，极板间距为10mm时，三者所需的最低电压分别为5V、4V和7V；填料的比表面积和孔隙率越大，除氟效果越好，但由于存在双电层叠加效应，实际起吸附作用的表面积取决于材料的孔径分布；极板间距越小，除氟率越高，原因是填料颗粒间的空隙导致极板之间存在沿程电压损失；极板电压越大，电极表面电荷密度越大，从溶液中吸附的离子越多，除氟率越高，但超过水的电解电压时，会对氟离子吸附产生一定的负作用；吸附等温等电势线的拟合结果显示，三维电极对氟离子的吸附符合Henry公式和Freundlich公式，吸附系数p K和f K均随极板电压呈指数增长，证明氟离子吸附量随电压增大而上升。连续三维电极反应器的运行结果表明：以活性炭-2作为填料，进水流量为4.0L/h、外加电压为3V时，反应器内大部分区域的氟离子浓度均可降至0.5 ~0.8mg/L；在吸附阶段，极板之间的电压逐渐升高，电流逐渐下降，两者的变化速率则逐渐减小，说明三维电极对离子的吸附过程具有电容充电的特性；在脱附阶段，采用原水冲洗未能使氟离子有效脱附，导致三维电极除氟性能下降，采用1%的HCl溶液酸洗后，除氟容量得以基本恢复，这与活性炭表面的官能团对氟离子吸附作用有关；三维电极法除氟所需进水压力较小，流量为4.0L/h时，连续反应器水头损失为0.05m。