厌氧膜生物反应器（AnMBR）在处理高浓度有机废水方面优势显著，但膜污染和低温下产甲烷效率低是其两大核心瓶颈。传统的气体冲刷控制膜污染能耗高，效果有限。本研究提出了一种简单而高效的一体化解决方案：在AnMBR中投加一定量的颗粒活性炭（GAC），并利用上升水流使其在膜组件周围和内部呈流化态。流化的GAC颗粒对膜表面进行持续、温和的物理刮擦，可以有效去除和抑制泥饼层的累积，替代或减少依赖气体的冲刷，显著降低能耗。更为巧妙的是，GAC本身是一种导电材料。大量研究表明，在厌氧消化体系中加入导电碳材料，可以富集电活性微生物，并作为电导管促进产酸菌和产甲烷菌之间绕过传统氢/甲酸扩散的“直接种间电子传递”。

  本研究在运行AnMBR处理模拟酿酒废水的同时，引入了GAC颗粒。与未投加GAC的对照反应器相比，GAC-AnMBR的跨膜压差（TMP）上升速率降低了约60%，膜清洗周期延长了近一倍，这直接归功于GAC颗粒的物理刮擦作用。更为重要的是，GAC-AnMBR在低温（15-18℃）条件下的COD去除率和甲烷产率分别比对照组高出了25%和40%。出水中挥发性脂肪酸（VFA）的浓度也显著更低，表明产甲烷过程得到了强化。对颗粒污泥的分析发现，GAC表面和内部富集了大量以地杆菌（Geobacter）为代表的电活性菌和以甲烷丝状菌（Methanothrix）为代表的产甲烷菌，证实了GAC促进了DIET过程，加速了低温下受阻的传统种间电子传递。

  该GAC-AnMBR系统，通过一种廉价易得的材料——颗粒活性炭，同时实现了物理层面的膜污染有效控制和微生物代谢层面的产甲烷活性强化。这一“一石二鸟”的策略，为AnMBR技术的节能、高效、稳定运行提供了简单易行的工程强化方案。

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