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资源和环境问题日益凸显并成为人类发展面临的两大危机，其中又以能源问题和水污染问题最为突出。微生物燃料电池（MFC）技术可以处理污水同时产电，是完成污水处理与资源化并同步解决以上两大危机的一条新的途径。本文阐述了MFC技术的研究进展以及MFC应用于污水处理的研究现状，发现目前该技术的研究中对水质因素研究较少；对于双槽式MFC的研究主要集中在阳极，对于阴极曝气槽污水处理能力的开发不够；对于双槽式MFC反应器的运行工况的研究不够。针对这一现状，本文构建了双槽式MFC反应器，进行了以下研究。采用模拟污水完成了MFC装置的启动，并比较研究了启动的特性，发现外电路短路连接比加外电阻时启动速率快，对阳极槽内厌氧污泥进行驯化也可以缩短启动时间。考察了污水中的水质因素对MFC装置的产电和水处理效果的影响。发现，以非发酵型有机物乙酸钠为基质的模拟污水在产电稳定性，电池性能，库伦效率等方面均优于发酵型有机物葡萄糖为基质的模拟污水。乙酸钠基质实际运行中可不加缓冲溶液，而葡萄糖基质在0.05mol/L的缓冲溶液下效果较好。较高的pH有利于提高产电效果，其作用主要表现在电池电动势的提高，葡萄糖基质产电效率受初始pH的影响较大。初始pH对乙酸钠基质的COD降解速率无明显影响，而葡萄糖基质的COD降解速率受到初始pH的影响。阳极槽内底物浓度较高时，COD的降解反应符合0级反应动力学，表明此时阳极微生物数量成为COD降解反应主要限制因素。对比研究了生活污水与模拟污水在MFC装置中的运行效果，发现其从产电效能和污染物降解方面均与非发酵型有机物乙酸钠的模拟污水相似。考察阳极厌氧/阴极好氧的双槽串联式MFC污水处理工艺，发现在连续运行过程16天之后阴极完成了生物阴极的富集，生物阴极的形成使电动势、最大功率密度和库伦效率分别提高了1倍、3.6倍和0.5倍，并且使污染物降解效果略有提高。研究了双槽串联模式下装置的运行参数，发现，不同停留时间下的电池电动势、总内阻和最大输出功率密度等性能参数无明显区别，而随着停留时间的增大，库伦效率，COD去除率和氨氮去除率均有提高；在曝气量较低时，阴极曝气量的增加可以使电池性能和污染物降解效率提高，但是过高的曝气量对于提高产电和水处理效果无益。