摘要：膜生物反应器（MBR）是一种高效的污水处理工艺，而微生物燃料电池（MFC）能利用NO3-作为电子受体进行脱氮。为解决膜生物反应器（MBR）脱氮效率低和膜污染问题，建立了一套能够进行脱氮、有效抑制膜污染的一体式MFC-好氧MBR新工艺。以开路MFC-MBR反应器为对照，对耦合系统中污水处理效果、膜污染情况进行研究。

研究表明，2套系统的COD去除率均超过88%，对NH4-N的去除均达到99%。闭路MFC-MBR系统TN去除率达到69.4%，高于开路系统的55.3%。混合液的MLVSS/MLSS稳定在88%左右，同时耦合系统能够改善污泥混合液的性质，zeta电位的绝对值和粘度较开路系统有所减少，污泥颗粒平均体积粒径（233.482 μm）较开路系统（94.877 μm）有明显增加，膜清洗周期延长了41.17%。

膜生物反应器（MBR）是一种将生物反应原理和膜过滤相结合的污水处理工艺。与传统的活性污泥法相比，MBR有良好的出水水质、较低的污泥产率及耐冲击负荷等优点。但MBR运行过程中能耗较高，膜污染比较严重，已成为MBR应用的瓶颈。除此之外，由于系统好氧环境的存在，使得反硝化速率受到限制，对总氮去除不理想。为了提高MBR的脱氮效率，国内外学者对MBR工艺进行了许多改造，主要有前置反硝化+好氧硝化MBR两级工艺，SBR+膜分离工艺，间歇曝气MBR工艺。

在膜污染控制方面，国内外主要从膜材料、反应器运行条件和活性污泥混合液特性等3个方面展开研究。
生物阴极型微生物燃料电池是一种利用微生物作为催化剂来实现阴极电子受体还原的新型微生物燃料电池，它能在降低微生物燃料电池成本的同时在阴极实现特殊污染物的去除。其中以硝态氮为电子受体的生物阴极微生物燃料电池电池更引起了人们的关注，利用这个特点可以进行生物脱氮。。

目前MFC脱氮主要集中在脱氮原理分析、脱氮结构单元设计、脱氮影响因素分析3个方面。清华大学的谢珊等对好氧微生物燃料电池的同时硝化和产电进行了研究，达到了很好的效果。Virdis B.等在一环形装置中实现了MFC中同步硝化反硝化。陈少华等构建了一种双室微生物燃料电池，以苯酚为阳极基质，同时去除阴极室的硝酸盐废水，达到了良好的效果。

基于以上内容，本研究提出一套一体式MFC-好氧MBR工艺，结合MFC和MBR的优点，利用MBR中有机物和阳极传递过来的电子作为电子供体，达到对有机物和营养物质的去除，同时利用2个电极之间的电势差以及电流对污泥絮体的作用达到对膜污染的控制。

1实验部分

1.1实验装置

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