微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一个以微生物作为催化剂氧化有机物并产生电流的装置，其在产电、生化需氧量(Biochemical OxygenDemand，BOD)生物传感器、废水处理、产氢及野外电源等方面具有广泛的应用前景。本论文主要对MFC与电解池(Microbial Electrolysis Cell，MEC)技术在BOD生物传感器及废水处理领域的应用进行了研究。具体内容包括以下几个方面：　　 1.基于MFC技术构建了BOD生物传感器，以葡萄糖.谷氨酸溶液为模拟废水，考察了阴极溶液流量、阳极溶液流量及BOD浓度对传感器性能的影响，并对传感器的性能进行了评估。结果表明：(1)当阴极溶液流量大于5 mL/min时，阴极溶液流量变化对稳态电压影响不显著。(2)当BOD浓度大于200 mg/L时，阳极溶液流量变化对传感器稳态电压影响不大，但当BOD浓度小于100 mg/L时，传感器稳态电压随阳极溶液流量增加而显著增大。(3)保持阳极溶液流量为0.6mL/min、阴极溶液流量为5 mL/min，传感器的稳态电压与BOD浓度在10～200mg/L范围内符合Monod方程。(4)传感器的稳态电压和传感器电压的初始变化速率与BOD浓度呈现良好的相关性。传感器的稳态电压与BOD浓度在10～50mg/L范围内成线性关系，而传感器电压的初始变化速率与BOD浓度在50～200mg/L范围成线性关系。(5)以传感器电压的初始变化速率为指标，测定时间缩短了60%，而线性范围浓度的上限拓展了3～7倍。　　 2.基于MEC技术构建了BOD生物传感器，以葡萄糖-谷氨酸溶液为模拟废水，考察了外加电压、质子交换膜及BOD浓度对传感器的响应信号及测定时间的影响，并对传感器的性能进行了评估。结果表明：(1)外加电压对传感器的响应信号及测定时间具有显著影响。当外加电压由0.3 V增至0.9 V时，传感器的最大电流增加了约4.6倍，库仑量增加了约40%，而测定时间则缩短了64%。(2)在MEC型BOD生物传感器中，质子交换膜的去除后降低了传感器的稳定性，因此质子交换膜是必不可少的。(3)保持外加电压为0.7 V，最大电流与BOD浓度在10～400 mg/L范围内符合Monod方程。(4)当外加电压为0.7 V时，传感器产生的最大电流和库仑量与BOD浓度都显示良好的相关性。传感器的最大电流和BOD浓度在10～100 mg/L范围内呈线性关系。传感器的库仑量与BOD浓度在10～400 mg/L范围内具有良好的线性关系。(5)传感器的重复性(±SD<±6%)和稳定性(±SD<±7%)非常好，且测量时间短(<10 min)。　　 3.为克服MFC单一系统处理废水及微藻单一系统处理废水时的局限性，提高污水处理效果，将MFC技术与微藻培养技术相结合，分别构建了单室MFC与微藻培养联合分步处理生活污水系统、阳-阴极连续流双筒型MFC与光生物反应器耦合系统连续处理生活污水及阳-阴极连续流上流型无膜MFC与光生物反应器耦合系统连续处理生活污水，并系统研究了它们对生活污水的处理效果。结果表明：MFC与微藻培养耦合系统相对MFC单一系统而言提高了氮和磷的去除率，具有更好的污水处理效果。污水中的总磷和NH4+-N经耦合系统处理后，达到了国家污染物排放标准(GB18918-2002)中规定的一级排放标准(A类)。