利用废水中蕴含的化学能，自驱动产生H₂O₂用于处理废水，是可持续发展的理想闭环。微生物电解池（MEC）阳极上的产电菌氧化废水中有机物产生电子和质子。电子经外电路传递到专门设计的碳黑-聚四氟乙烯气体扩散阴极，与通过透气层扩散进来的O₂发生高效的2电子还原反应，在不需要额外供气和曝气搅拌的条件下，可持续稳定地产生浓度高达1000-1500mg/L的H₂O₂溶液。这一过程将废水中的化学能直接转化为高价值的氧化剂，实现了“以废产能、以能治废”的循环。
然后，将这部分含有自产H₂O₂的出水，引入一个填装廉价铁刨花或负载型铁催化剂的反应柱中，通过非均相芬顿反应，原位产生·OH，降解流经该反应柱的下游废水中的微量抗生素、激素等难降解污染物。整个系统无需外接电源、无需购买和运输商品H₂O₂，完全由废水自身蕴含的化学能驱动。本研究处理模拟生活污水（COD约500mg/L）和含微量卡马西平（CBZ，5μg/L）的二级出水。在MEC阳极室，产电菌高效降解了进水中约85%的COD，同时产生稳定的电流（电流密度约5A/m²）。
在气体扩散阴极上，H₂O₂的产率稳定在1.2mg h⁻¹ cm⁻²。含有H₂O₂的阴极出水与含CBZ的废水混合后，进入铁刨花反应柱。在反应柱中，CBZ在15分钟内的去除率超过95%。该系统在连续运行60天后，MEC的产电性能和H₂O₂产率保持稳定。阳极产电菌群落以Geobacter为主，阴极则以产H₂O₂相关的功能菌群为主。整个系统的能量效率（以CBZ降解量/废水COD消耗量计）远高于传统电芬顿系统。该研究为分散式污水处理厂实现深度净化提供了全新的自驱动、零化学药剂投入的技术方案。
