集成生物工程、膜技术及电化学的技术与手段，设计利用电化学及膜分离技术的新型厌氧生物反应装置应用于厌氧条件下菌株固定CO2合成丁二酸的体系。利用反应器的控制与电化学调节的手段，同时将基于膜分离和离子交换单元的原位提取技术引入丁二酸的生物合成过程中，可对生物反应体系中的底物与产物浓度、氧化还原电位、压力、温度、pH等重要参数进行考察与调整，阐明生物合成代谢途径中的限速步骤与限制因素，进而对目的产物生物合成进行调控，利用连续发酵手段与反应分离耦合技术实现丁二酸高生产强度（3g/Loh）、高收率(70%)的制备。在成功进行丁二酸生产的基础上，运用理论分析、实验研究、数值模拟三者有机结合的方法，引导新型厌氧发酵反应器的开发，为进一步建成应用固定CO2的绿色技术实现厌氧条件下的多种有机酸的柔性制造平台提供重要的理论基础。