农村地区的微污染地表水处理，迫切需要一种低维护、无药剂、低能耗的净水技术。重力驱动膜过滤（GDM）技术，利用极低的水位差（如0.5-1米）作为驱动力实现超滤，具有能耗极低、操作简单的显著优点。但其缺点是生物膜在膜面的自然生长会导致通量下降（生物污染），且对溶解性微量有机物去除有限。将电化学功能集成于GDM系统，构建E-GDM系统，可以在保留GDM优点的同时，用电能主动解决其生物污染和除污效率不足的问题。
该系统以一张改性的导电超滤膜为阴极，在其上方放置一个惰性钛网阳极。在极小的直流电场（可方便地由小型太阳能板提供）驱动下，阴极膜表面会发生水或溶解氧的还原，原位产生微量但持续的低浓度H₂O₂和·OH等活性氧物种。这种温和的电化学微环境，能有效抑制膜面微生物的生长和胞外聚合物（EPS）的附着，减缓生物污染的形成；同时，·OH能同步氧化降解穿透膜的微量农药、嗅味物质等有机物，提升出水水质。
在长达6个月的连续运行中，仅依靠0.6米水位差的重力驱动和一块10W的小太阳能板供电，E-GDM系统处理受污染河水，其膜通量稳定在5-8 L/(m²·h)，始终未进行任何化学清洗。而出水浊度<0.1NTU，细菌总数和大肠杆菌未检出。与未加电的对照GDM相比，E-GDM的膜污染速率降低了70%以上，且对水中特征有机污染物（如阿特拉津）的去除率高出20-30个百分点。对膜面生物膜的共聚焦显微镜观察和微生物群落分析显示，加电显著改变了生物膜的群落结构，抑制了丝状菌和产EPS菌的过度增殖。
该系统真正实现了以极低能耗（电耗<0.01kWh/m³）和零药剂消耗，长期稳定地生产高品质饮用水。对于无电网覆盖的偏远农村地区的分散式供水，E-GDM系统提供了一种理想的、可自主运行的净水技术方案。其极低的维护需求和强大的抗污染能力，使其非常适合于操作人员技术水平有限的农村环境，具有广阔的应用前景和推广价值。
