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。
本研究采用表面涂覆了碳纳米管（CNT）的导电聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜作为阴极，构建浸没式EMBR。在长期运行处理模拟制药废水的过程中，与未加电的对照MBR相比，EMBR的跨膜压差（TMP）上升速率减缓了55%，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1.5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（约0.2-0.5mg/L），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。
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。处理出水对费氏弧菌的急性毒性也显著低于对照MBR。能耗评估表明，维持该微弱电流（0.5mA/cm²）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药剂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。未来的研究将聚焦于导电膜材料的长期稳定性和规模化制备，以及膜组件与电极配置的优化，以推动该技术的工程化应用。
