处理高氨氮、低碳氮比工业废水（如电子、光伏废水），厌氧氨氧化（Anammox）技术是理想选择，但其前置短程硝化（PN）段抑制NOB极为困难。膜曝气生物膜反应器（MABR）是一种高效低耗曝气技术，其生物膜内可自然形成好氧/缺氧分层。本研究的创新点在于，将电化学原位产H₂O₂的过程集成到MABR中。在MABR曝气的中空纤维膜丝之间，嵌入石墨毡阴极。在通入空气和施加微弱电流后，阴极高效还原氧气生成H₂O₂。这些H₂O₂随水流扩散进入MABR的生物膜中。H₂O₂是一种选择性抑制剂：微摩尔浓度的H₂O₂对NOB有强烈的毒性抑制，而AOB和AnAOB对H₂O₂的耐受性相对较强（因为它们含有丰富的过氧化物酶）。因此，通过精准控制电化学生成的H₂O₂浓度，就可以在MABR生物膜内，为AOB和AnAOB创造一个NOB被抑制的理想微环境，从而无需复杂的过程控制，即可稳定实现短程硝化-厌氧氨氧化。

  实验运行了E-H₂O₂-MABR和传统MABR作为对照。处理氨氮200mg/L的无机模拟废水，在长达200天的运行中，E-H₂O₂-MABR的总氮去除速率稳定维持在0.6 kg N/(m³·d)，脱氮效率>80%。而传统MABR的硝化过程很快从短程硝化退化为全程硝化，几乎没有脱氮能力。微生物群落和功能基因分析证实，E-H₂O₂-MABR生物膜外层的AOB丰度远高于NOB，且内层富集了高丰度的AnAOB（Candidatus Brocadia）。阴极原位产生的低浓度H₂O₂环境，成功地“驯化”出了以AOB和AnAOB为绝对优势的脱氮微生物群落。

  该研究巧妙地利用了电化学产H₂O₂的精准可控性，解决了自养脱氮领域最棘手的NOB抑制难题。它为处理高氨氮工业废水提供了一种自动化程度高、运行简单、脱氮效率稳定的新一代自养生物脱氮反应器技术原型。

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