膜生物反应器（MBR）在工业废水处理与回用中应用广泛，但膜污染，尤其是难以清洗的生物膜污染，是导致其运行能耗和成本居高不下的主要障碍。传统的化学清洗需要停机、消耗化学品并产生清洗废液。将电化学原位产H₂O₂功能与MBR相耦合，构建EMBR系统，可以在膜过滤的同时，利用清洁的电能，原位、持续、低浓度地产生活性氧抑菌和清洗微环境，实现对膜污染的主动式、非药剂控制。其核心是将导电的超滤膜组件直接作为电化学系统的阴极，在过滤的同时，利用水中的溶解氧和施加的微弱电流，在膜-水界面上发生两电子氧还原反应，持续产生微摩尔至毫摩尔浓度的H₂O₂。

  本研究采用表面涂覆了碳纳米管的导电聚偏氟乙烯中空纤维膜作为阴极，构建浸没式EMBR。在长期运行处理模拟生活污水和制药废水的过程中，与未加电的对照MBR相比，EMBR的跨膜压差（TMP）上升速率减缓了50%以上，膜清洗周期大幅延长。对膜面污染层的分析表明，EMBR膜面上的活细菌数量减少了1-2个数量级，胞外聚合物（EPS）中的蛋白质和多糖含量也显著降低，污染层结构更为疏松。这归因于阴极原位产生的低浓度H₂O₂，有效抑制了细菌在膜面的附着和生长，并氧化分解了部分已附着的EPS，从而瓦解了生物膜的形成基础。

  更为重要的是，原位产生的H₂O₂及其与水中微量Fe²⁺构成的类芬顿反应，对穿透膜孔的微量难降解有机物（如磺胺甲噁唑、卡马西平）展现出了同步降解的效果。与对照MBR相比，EMBR对这些微量有机物的去除率提高了20-50个百分点。能耗评估表明，维持该微弱电流所需的额外电耗小于总运行能耗的5%，远低于其带来的节省膜清洗和延长膜寿命的经济效益。该EMBR技术通过“一电多用”，实现了膜污染的主动控制与出水水质的同步深度提升，是下一代智慧、低维护MBR技术的重要发展方向。

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