在污水处理中,对于难以通过生物降解的污染物,一般常选用高级氧化工艺产生羟基自由基去除难生物降解污染物。H2O2作为高级氧化工艺常见的原料（Proxone、Fenton/类Fenton工艺等）目前在工业上主要通过蒽醌法合成。近十年随着对微生物电化学系统研究愈发深入,人们发现可以通过BESs原位制H2O2,即在合适的BESs的构型与阴极催化剂下,BESs的阴极会发生二电子氧还原反应生成H2O2。本研究通过构建搭载空气阴极的小型与中型BESs系统研究不同条件对产H2O2的影响,并以BESs阴极出水作为原料,利用Fenton工艺与Peroxone工艺去除废水中的有机染料。本研究选择使用4种不同的催化剂作为BESs的阴极催化剂,分别是YP-50F、RP-20、高电容碳粉与以芦苇为原材料烧制的生物炭。经过实验发现,以YP-50F作为催化剂时,BESs的内阻较小,约为450Ω,同时具有较大的功率密度输出,负载YP-50F碳粉的反应器在电流密度为0.87 A/m~2时达到最大功率密度（218.31 m W/m~2）。产电能力是4种催化剂中最为优秀的。本研究研究了外接负载、催化剂种类以及阴极PBS的p H三个因素对阴极产H2O2的影响,实验发现,当以YP-50F作为催化剂,外接负载1000Ω,PBS初始p H为7.0时得到最高的H2O2浓度。以碳刷为阳极构建总容积为300 m L的中型BESs,中型BESs的最大输出电压为485 m V高于负载同种催化剂的小型BESs,但中型BESs单位电极面积的最大功率密度仅为小型BESs的77.2%。同时研究发现随着BESs尺寸的增大,阴极单位时间生成的H2O2的质量减少了。以阴极BESs出水作为原料,利用Preoxone与Fenton工艺处理新胭脂红、甲基橙与亚甲基蓝,脱色率结果表明两种工艺均能降低水体中染料的色度。TOC分析表明,受限于阴极较低的H2O2浓度,Preoxone无法将染料彻底矿化。