辽宁某钢厂焦化废水处理工艺的膜生物反应器（MBR）出水COD较高且不稳定,严重影响了后续的废水深度处理效果,增加了企业的环保设施改造和运行成本,主要是难降解有机物引发的含酚废水处理效能降低和膜污染加剧。近年来,电场膜生物反应器（Electric field attached MBR,EMBR）在减缓膜污染和提升废水处理效率方面显示出潜在优势,另外生物炭因具有吸附解吸、催化氧化、电子交换能力等,在废水处理领域具有巨大的应用前景。针对含酚废水处理领域存在的实际工程问题,本文开发出了一种新型生物炭-EMBR组合系统,优化了其用于处理含酚废水的电场强度和生物炭添加量等关键运行参数,分析了组合系统中生物炭吸附、电催化和生物降解的协同作用,考察了关键酶活性、混合液性质、膜表面特性及微生物群落结构的变化规律,解析了其处理实际含酚废水的强化机制和减缓膜污染机制。首先,对生物炭-EMBR组合系统的关键运行参数电场强度和生物炭添加量进行优化,并分析了关键酶活性、ATP含量和膜污染情况,结果表明当电场强度0.8 V/cm和生物炭添加量4 g/L时,组合系统对苯酚降解效率可达到100%,其显著大于生物炭吸附去除和单独EMBR降解效率之和（4.21%+88.62%=92.83%）,主要归因于关键酶活性和ATP含量的增加。说明组合系统中存在电催化降解、生物炭吸附、生物降解间的耦合协同作用。在最优运行条件下,考察了组合系统对高浓度苯酚废水的处理效果及膜污染情况。结果表明,相比于传统MBR,组合系统在8 h内对2000 mg/L苯酚的降解效率可达98%,且跨膜压差（TMP）平均增长率降低53.33%,说明组合系统具有高效苯酚废水降解效能并显著减缓膜污染。在此基础上,针对实际含酚废水毒性大和难降解的特性,将组合系统应用于实际含酚废水处理并考察了实际含酚废水处理效果和膜污染减缓情况。结果表明,与传统MBR相比,组合系统中苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚和COD降解效率分别提高了22.24%、31.16%、19.62%、20.16%和32.94%,且TMP平均增长率降低了54.67%。利用高通量测序分析组合系统中微生物群落结构动态变化,分析表明,与传统MBR相比,组合系统中微生物丰富度提高、多样性和均匀性降低,酚类降解优势菌Pseudomonas、Sphingobium和Stenotrophomonas的相对丰度分别提高了14.22%、5.9%和2.75%。具有多糖类降解功能的优势菌Phaselicystis和Brevundimonas相对丰度分别提高了2.22%和0.41%。参与生物膜形成的优势菌Acinetobacter的相对丰度降低了7.49%。通过考察组合系统混合液中活性污泥特性、H2O2含量变化及溶解性微生物代谢产物（SMP）和胞外聚合物（EPS）的消减规律,分析了混合液性质变化对膜污染减缓的机制。结果表明,与传统MBR相比,组合系统中MLSS升高、SVI降低、污泥粘度降低、污泥粒径增大,有效改善了活性污泥特性。Zeta电位绝对值显著升高,增强了膜污染物与阴极膜间的静电斥力,且H2O2平均产量为0.33 mg/L,可原位去除膜污染物（传统MBR未产生H2O2）。同时,与传统MBR相比,SMP和EPS含量显著消减,其中SMP的蛋白（PN）和多糖（PS）含量及PN/PS分别下降了60.83%、40.23%和35.84%,EPS的PN和PS含量及PN/PS分别下降了32.80%、23.74%和10.34%。利用三维荧光光谱（3D-EEM）和红外光谱（FTIR）分析了SMP和EPS的荧光组分和官能团的变化,结果表明SMP和EPS中的色氨酸蛋白类和腐殖酸类荧光强度显著降低,且与蛋白、多糖、脂类、核酸以及芳香类化合物等相关的官能团伸缩振动峰比传统MBR有所减弱。对膜表面Zeta电位绝对值、泥饼层重量和EPS消减规律的分析表明,与传统MBR相比,膜污染物与阴极膜间的静电斥力增强,泥饼层重量减轻且EPS的PN和PS含量及PN/PS分别下降了45.35%、23.94%和28.33%。同时,利用高通量测序分析膜表面的微生物群落动态变化。结果表明,组合系统中膜表面的微生物丰富度提高、多样性和均匀性降低,群落结构比传统MBR更加稳定。相比于传统MBR而言,组合系统膜表面上具有酚类降解功能的优势菌Pseudomonas、Comamonas、Simplicispira、Acidovorax相对丰度分别提高了9.78%、1.99%、0.88%和0.33%。产生EPS、参与生物膜形成的优势菌Luteococcus、Taibaiella、Acinetobacter相对丰度分别下降了2.31%、2.40%、8.74%。