膜生物反应器（MBR）作为一种新型废水处理技术,因其占地面积小、处理效果稳定而得到广泛的关注和研究。但是,该技术在实际应用过程中存在严重的膜污染、较高的能耗和维护成本等问题,因此制约了其进一步发展。微生物燃料电池（MFC）是一种能够回收污染物的绿色产电技术,具有广泛应用前景,但其对废水的处理效果不佳。MBR与MFC的耦合则可以弥补彼此的不足,MFC产生的电能补充系统能耗的同时可以缓解膜污染,MBR也保证了系统的水处理效果。将MnO2@rGO改性不锈钢网阴极膜作为MFC-MBR耦合系统的阴极,则可以促进阴极氧还原反应,使系统性能进一步提升。本文采用电化学沉积方法,实现了MnO2和rGO（还原氧化石墨烯）在细密不锈钢网上的附着,形成了具有高氧化还原活性的复合结构。通过SEM、TEM、Raman、FT-IR等手段对复合催化剂的基本性质进行表征,结果表明MnO2纳米颗粒被rGO覆盖包裹,该结构抑制了反应过程中的颗粒聚集现象。为进一步对复合材料催化氧还原反应的性能进行探究,通过改变施加电压强度和初始p H条件进行电催化降解实验,结果表明在-5 V外加电压和p H=7的条件下复合材料的降解效率最佳。此外通过研究不同材料改性不锈钢网在相同条件下对罗丹明B的降解效果,证明了MnO2@rGO改性不锈钢网阴极膜的催化降解性能最佳。同时,循环伏安曲线表明复合材料在-0.4～0 V拥有较强氧化还原峰,进一步证明其优异的催化氧还原反应能力。将MnO2@rGO改性不锈钢网阴极膜制成导电膜组件并应用于MFC-MBR耦合系统中。首先,以合成废水为进水来源,对阳极厌氧污泥和阴极好氧污泥中的微生物进行驯化,使污泥絮体在阳极和阴极上挂膜,启动运行成功后系统输出电压在200 m V左右。然后,将不同材料改性不锈钢网作为阴极膜,进行MFC-MBR耦合系统的运行比较,包括产电性能、水处理性能和抗膜污染情况。实验结果表明,MnO2@rGO改性不锈钢网阴极膜的应用显著提高了MFC-MBR耦合系统的产电性能,最大功率密度可达1.59 W/m~3,库伦效率提高至5.9%。在废水处理方面,阳极室COD的去除效果显著提升,系统COD和氨氮的去除效果最高可达93%和97.8%。此外,通过TMP、Zeta电位和电化学测试等手段对膜污染过程进行分析,结果表明改性不锈钢网阴极膜的应用能够加强膜表面电场强度,并影响污泥混合液的电负性,使污泥颗粒更易絮凝且不易沉积,在运行过程中抗膜污染性能显著提高。综上所述,本研究所提出的改性阴极膜MFC-MBR耦合系统具有良好的产电性能和废水处理效果,且能够有效抑制膜污染,这为MFC-MBR耦合系统的性能优化和规模化应用提供了借鉴。