本发明公开一种用于水体杀菌消毒的电化学装置及方法，涉及水质安全和消毒杀菌技术领域。采用微米级或纳米级钛黑颗粒，以多孔钛网为基体，通过涂覆和滚压形成孔径为50nm～5um的多孔钛黑电极。装置中水流上游采用孔径＜5um的大孔钛黑电极，下游采用孔径小于1um的小孔钛黑电极，两个电极之间距离不超过1mm并填充隔膜防止短路。在两电极上施加周期性切换极性的1～8V电压，水体依次通过大孔电极、大孔隔膜、小孔电极和小孔隔膜，基于多孔电极界面的高强度电场、短路效应、活性氧、活性氢对透过水体进行原位高效杀菌消毒。本发明的有益效果在于：杀菌高效无残留、能耗低、无外加电解质、使用寿命长，在水体消毒杀菌领域具有显著的应用价值。