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微生物燃料电池(MFC)是一种利用生物质及微生物进行电能生产的新型装置。将MFC用于废水处理,利用微生物作为催化剂将有机废水中的化学能转化为电能,在废水得以处理的同时又将能源回收利用,这对实现可持续发展起着重要的作用。油田采出水中含有大量难降解的石油类、聚合物、表面活性剂等有机物质,本研究是首次采用水驱采出水、聚驱采出水和三元复合驱采出水三种主要油田采出水分别作为MFC阳极底物,研究其产电性能及主要污染物去除效果。缓冲溶剂(PBS)、温度和阴极类型是影响MFC性能的重要因素,有必要对其进行深入的研究。本实验以双室微生物燃料电池为研究对象,阴、阳极为碳纤维,用钛丝连接阴阳极,在500Ω外电阻下运行。阳极污泥来源于污水处理厂,启动时添加0.1g/L的葡萄糖为底物,运行稳定后以油田采出水作为唯一碳源。为了研究PBS对三种油田采出水分别作为阳极底物的MFC的影响,本研究在20℃,阴极为K3Fe(CN)6溶液前提下,运行添加PBS与原水分别作为阳极底物的6组MFC。水驱原水、添加PBS水驱采出水、聚驱原水、添加PBS聚驱采出水、三元原水与添加PBS三元驱采出水获得的最大输出电压分别为426mV、458mV、586mV、631mV、625mV与723mV,最低阳极电势分别为-152mV、-182mV、-309mV、-352mV、-348mV与-446mV。一个运行周期内随着反应进行,六组微生物燃料电池的阴极电势变化不大,维持在267～276mV。水驱采出水、聚驱采出水与三元复合驱采出水三种原水的pH分别降低1.28、1.73、1.77。结果表明PBS对MFC输出电压影响主要来自阳极电势的贡献；不添加PBS可以在反应过程中有效降低采出水的pH。在其他条件保持不变的前提下,选择三元采出水原水作为阳极底物。35℃、30℃、20℃和15℃最大的电压输出分别为808mV、744mV、625mV与339mV,最大的输出功率分别达到3715mW、1.989mW、0.804mW与0.232mW,内阻分别为71Ω、128Ω、320Ω与735Q库伦效率分别为31.23%、29.79%、25.48%与19.55%,COD去除率则分别为34.46%、33.03%、32.01%与10.11%。结果表明温度对输出电压、输出功率与库伦效率等都有明显的影响。在35℃以三元采出水原水为阴、阳极底物的条件下,运行生物阴极。溶解氧梯度实验表明,生物阴极MFC阴极液最佳溶解氧浓度(DO)介于3-4mg/L之间,在此浓度下,MFC的库仑效率和输出功率最高。在相同条件下,阴极溶液氧浓度为3mg/L的生物阴极MFC与铁氰化钾阴极MFC最大电压分别为925mV、808mV,输出功率分别为5.74mW、3.715mW,库伦效率分别为23.23%、20.23%,COD去除率分别为34.46%、34.07%。结果表明,生物阴极对MFC的输出电压、输出功率与库伦效率均有明显影响。普通好氧生物处理与生物阴极的采出水主要污染物去除效果接近,但生物阴极有效控制了采出液好氧生物处理pH升高问题。三种采出水中三元采出水MFC产电性能与水质净化效果最好,更适合应用于MFC。三元采出水中主要污染物去除效果：石油类物质<聚合物<表面活性剂。