厌氧氨氧化（Anammox）工艺在处理高氨氮废水时，会产生约占总氮11%的硝酸盐（NO₃⁻）副产物，限制了总氮去除率的上限。将这部分NO₃⁻通过自养反硝化菌（如以甲酸盐为电子供体的反硝化菌）原位还原为N₂，是提升总氮去除率的理想途径，但需要外加有机碳源（如甲酸盐）。本研究将电化学CO₂还原（eCO₂RR）技术引入，构建了一个巧妙的“固碳供碳-脱氮”循环系统。系统的一侧，SnO₂/碳布阴极在较低过电位下，以接近100%的法拉第效率，将电厂烟气或沼气中的CO₂，高选择性地还原为液态的甲酸盐（HCOO⁻）。该过程利用可再生电力，将温室气体CO₂转化为高价值的液态化学品。系统的另一侧，产生的甲酸盐溶液被定量、循环地投加到Anammox反应器的后置自养反硝化段。在此，一类被称为甲酸盐氧化型硝酸盐还原菌的微生物，利用HCOO⁻作为唯一的电子供体和碳源，将Anammox产生的NO₃⁻高效地还原为N₂，同时将部分碳固定为自身细胞物质。

  实验结果显示，该耦合系统在长达150天的运行中，整体总氮去除率从单独Anammox的约88%大幅提升至98%以上，出水总氮浓度稳定低于5mg/L。同时，外源CO₂被成功地固定为有机碳（甲酸盐）并最终转化为微生物生物质，实现了同步脱氮和固碳。微生物群落分析证实，能够利用甲酸盐的反硝化菌（如Paracoccus）在系统中得到富集。该研究为将CO₂电化学转化与废水自养深度脱氮相融合，提供了一条全新的、具有负碳潜力的水处理技术路线。

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