随着能源与资源的紧缺,人们更加关注可再生与清洁能源。废水中含有丰富的能量,这些能量以可生物降解的有机物的形式存在。微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,以下简称MFC)是近年来迅速发展起来的一种新型污水处理技术。它能在微生物的作用下将化学能转化为电能,实现污水处理和产电双重效果。研究发现,利用接种菌种的不同可以在微生物燃料电池的阴极实现硝化、反硝化过程,达到产电除碳脱氮的结合。本研究构建了好氧/缺氧生物阴极型MFC组合工艺,在连续运行的情况下,研究了该组合工艺利用模拟废水实现产电、去除COD和脱氮的整个过程,并进一步考察了运行参数(外阻、回流比)对组合工艺系统产电和脱氮的影响;研究了MFC组合工艺对不同COD/N比模拟废水的处理情况,并通过控制进水流量比在MFC组合工艺中实现了产电和完全硝化反硝化,根据电子得失数量守恒的原理,构建经验模型,并对经验模型进行了验证。在研究MFC处理模拟氨氮废水的基础上,进一步考察了MFC对实际废水垃圾渗滤液的处理情况。研究了两瓶型MFC利用垃圾渗滤液产电的效果以及对渗滤液的降解情况;考察了好氧/缺氧生物阴极型MFC组合工艺在连续运行条件下处理渗滤液的情况及其产电特性。实验得出以下几点结论:(1)实现了组合MFC同时脱氮除碳产电并当O-MFC的外阻为20欧、A-MFC的外阻为5欧、进水流量比为1:1、回流比为2:1时运行最优;(2)MFC组合工艺能够实现完全硝化反硝化的最低COD/N比为15.4,对应的最高氨氮浓度为58.5mg/L。通过实验数据对脱氮的经验模型进行了拟合,试验数据能够较好的吻合经验模型方程;(3)微生物燃料电池对垃圾渗滤液有一定的降解产电能力。本研究对生物阴极型MFC在生物脱氮领域的发展起到了积极的促进作用。