硅（Si）广泛存在于天然水体当中,因此会随着天然水体的取用被带入工业生产当中,并在废水零排放工艺中引发反渗透膜污染。重金属铬（Cr（Ⅵ））由于被广泛用作化工原料而存在一定的泄露风险,由于其具有剧毒性和强迁移性,会对饮用水水源（例如,地下水、地表水等）安全造成威胁。鉴于此,开发了电化学-微滤耦合体系。在该体系中,多孔Ti4O7膜同时作为穿透式阴极和微滤膜,并使用多孔聚四氟乙烯微滤膜（PTFE）将电解池分隔成阴极和阳极两个腔室。阴极产生的碱性环境可以诱导Mg2+产生Mg（OH）2沉淀,同时可通过共沉淀实现Si的去除,生成的沉淀物可被Ti4O7膜截留。实验结果显示,Si的去除率随着初始Mg2+浓度增大显示出先增大后不变的趋势,Mg2+与Si的最佳摩尔比为10:1。当电流密度从0.5 m A cm-2上升到1 m A cm-2时,Mg2+的去除率由20%增加到51%,Si的去除率由41%增加到78%,当进一步增大电流密度时,Mg2+的去除率继续增大,Si的去除率基本维持不变。水体中HCO3-的存在会消耗阴极产生的OH-,从而导致Mg2+和Si去除效果的下降。适当增大电流密度可以维持Mg2+和Si的去除率。此外,Ca CO3的形成对Si的去除几乎没有影响。沉积物在膜表面的不断积累会导致跨膜压差增大。通过在10 m A cm-2的电流密度下进行10分钟的极性反转,可实现膜表面水垢的去除。该体系应用于除Si能耗为0.34-0.79 k Wh m-3,满足电化学除Si工艺的能耗要求(（27）1.0 k Wh m-3)。本研究还利用该电化学-微滤耦合体系实现了水中Cr（Ⅵ）的还原与还原产物Cr（Ⅲ）的同步沉积。多孔Ti4O7膜可同时实现Cr（Ⅵ）的还原、Cr（OH）3的沉淀以及颗粒物的过滤分离。与传统侧流模式相比,穿透模式的传质速率提升了3倍,因此Ti4O7阴极实现了水中Cr（Ⅵ）的100%还原。由于PTFE膜的存在很大程度减缓了阳极产生的H+向阴极腔室的扩散速率,因此在进水p H范围为5.0-10.0时,阴极腔室p H都能达到11.0左右,有利于Cr（OH）3的形成,进而有利于水中总铬（Cr（total））的去除。因此,进水p H对Cr（Ⅵ）和Cr（total）的去除影响较小。在最佳处理条件下(初始Cr（Ⅵ）浓度为500 ppb,电流密度为1 m A cm-2,膜通量为287L m-2 h-1),最终出水中Cr（total）去除率高达95%,残留Cr（total）浓度仅为27μg L-1。随着反应的进行,Cr（OH）3难溶物在Ti4O7膜上不断富集使膜逐步钝化,导致运行30 h后Cr（Ⅵ）还原效率降低至84%。对此,使用极性反转工艺,利用阳极反应产生的H+以及强氧化性的·OH实现膜表面沉积物的溶解以及向可溶性Cr（Ⅵ）的氧化转化。实验数据表明,反洗过程施加5 m A cm-2的电流密度时,经过30 min的电解,即可使钝化的Ti4O7电极性能完全恢复。该体系适用于处理分散式水源水中的Cr（Ⅵ）,其能耗仅为0.109 k Wh m-3。总之,本论文所用的电化学-微滤耦合体系能够实现水体中Si、Cr（Ⅵ）的去除,同时可利用极性反转策略实现膜污染的脱除,全程无需酸碱试剂的添加,是一种绿色、高效的水处理技术。