氮磷化合物的使用和排放造成了严重的水体污染问题，电化学法作为一种绿色高效的废水处理和修复方法，受到了越来越广泛的关注和应用。例如氨氮可使用电化学氧化法进行有效去除，而含磷废水亦可通过电絮凝法进行处理。铝是电絮凝工艺中最常见的牺牲阳极之一。目前许多研究报道，在双铝电极体系电絮凝过程中会出现“超法拉第”铝溶出的现象，即铝的总溶出量超过了根据法拉第定律计算出的阳极理论溶出量，这是因为在铝作为阴极时存在化学腐蚀溶出。因此本文系统研究了基于LocalpH的铝阴极溶出行为，并基于该阴极溶出行为，耦合析氯阳极活性氯的产生，构建了一个新型的电化学同步脱氮除磷体系；并针对该体系可能出现的出水游离氯超标问题，采用活性炭除氯，研究游离氯去除过程中活性炭的失效机制和再生方法。本文的主要结论如下：
　　(1)对比了铝阴极与传统铝阳极的溶出量、电极表面形态以及电化学行为。结果表明，在电流密度为2mA/cm2时，6h内铝作为阴极的溶出量与阳极相当。且相比于铝阳极出现的钝化现象，阴极铝溶出是源于局部碱性所导致的化学腐蚀，因此存在“去钝化”行为。随着电流密度的增加，铝的溶出速率先增加，然后趋于稳定。通过与铝的碱性溶出作对比，建立了pH与铝溶出速率之间的关系，确定了阴极LocalpH。并研究了各影响因素对铝溶出速率的影响，研究表明温度越高，铝的溶出速率越大；而溶液本体pH和电解质条件对铝阴极的溶出影响不大。
　　(2)基于铝阴极溶出行为，通过将其与钌钛阳极析氯过程进行耦合，可在单一电解体系中同时实现电絮凝和电氧化过程，由此构建电化学同步脱氮除磷体系，实现对溶液中氨氮和磷的同步高效去除。由于阴极铝溶出过程的参与，溶液中生成的铝物种起到了缓冲的作用，使整个系统的溶液pH保持在弱碱性，大幅提高了阳极过程对氨氮的去除效率。通过增大施加电流密度，可以显著提高溶液中游离氯的累积浓度，从而提高系统对氨氮的去除效率；同时，铝的阴极溶出也会得到加强，因而磷的去除效率也随之加强。整个过程中，硝酸盐和亚硝酸盐等副产物的浓度较低，证明氨氮向氮气的转化选择性较高。
　　(3)采用上述电化学氧化法去除氨氮时，溶液中残留较高浓度的游离氯。采用活性炭法对溶液中的游离氯进行去除，通过研究不同的影响因素，发现酸性pH条件、更多的活性炭投加量和更小的活性炭粒径可以带来更优的游离氯去除效果。通过比较失效及再生前后活性炭的表面结构及物化性质，发现活性炭的失效主要是由于其表面还原性官能团的消耗及表面结构的氧化破坏所带来的孔结构和比表面积变化。将失效活性炭在不同气氛条件下进行热再生，均可使其游离氯去除能力得到恢复，且氨气条件最好，并将再生后活性炭进行连续流柱实验，证实其能够长时间有效地运行。