电化学辅助导电膜厌氧氨氧化MBR：同步缓解膜污染与强化脱氮的有效策略

本研究发现电化学辅助导电膜厌氧氨氧化膜生物反应器（Amx-EMBR）通过静电排斥作用显著缓解膜污染，同时促进厌氧氨氧化菌（AnAOB）富集与代谢活性，关键酶活性提升及电子传递相关基因上调，为低碳高效废水脱氮提供了创新性技术路径。

　　

Highlight

Amx-EMBR的构建与运行条件

三个相同的单室柱式反应器（直径：100 mm，高度：270 mm）以1.5 L有效液体体积运行（图1a）。导电性CNTs-PVDF中空纤维膜位于反应器中心，作为膜过滤单元和阴极（图1b）。碳纤维刷（直径：30 mm，高度：50 mm，比表面积：850 m²/kg）以环形布局垂直环绕膜组件，作为阳极。

Amx-EMBR中的膜抗污染性能

通过72天运行期间的跨膜压（TMP）变化评估三个反应器的膜污染情况。图2a显示所有反应器的TMP均呈上升趋势，主要归因于膜污染。值得注意的是，第三阶段的TMP增速高于第一和第二阶段，这是由于水力停留时间（HRT）从24小时缩短至10小时，以及进水氮负荷提升所致。

结论

本研究提出了一种电化学辅助下的创新型导电膜厌氧氨氧化膜生物反应器（Amx-EMBR）。该系统有效缓解了膜污染，主要归因于电辅助下导电膜与胞外聚合物（EPS）之间的静电排斥作用。在0.32 V（vs. Ag/AgCl）正电位下，阳极碳刷选择性富集了Candidatus Kuenenia和Candidatus Jettenia，并提升了关键酶活性与厌氧氨氧化代谢通路相关基因的表达。外源电位还诱导了参与胞外电子传递（EET）过程的关键基因上调，增强了电子传递与储存能力，从而加速了AnAOB的潜在胞外电子传递过程。