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微生物燃料电池(Microbial fuel cell，MFC)能够在有效处理废水的同时实现产能，有可能改变目前污水处理的高能耗状态，因此近几年来受到了广泛的关注。
本文通过利用葡萄糖和乙酸作为基质，构建了上下结构的双极室无介体MFC。在外电阻1000Ω的情况下，以葡萄糖为基质的MFC，最大输出电压达到564 mV，库仑效率为6.76％。以乙酸为基质的MFC，最大输出电压可达520 mV，库仑效率为10.7％。
其次，构建了液体阴极/PEM型、液体阴极/无PEM型和空气阴极型MFC，对其产电性能进行了比较研究。试验结果表明，1000Ω外电阻条件下，以640 mg/L乙酸作为燃料，以阳极面积为基准，液体阴极/PEM型MFC获得的功率密度最高，为382.4 mW/m2；液体阴极/无PEM型MFC可获得113.8 mW/m2的功率密度，这优于已见的此类MFC的其他报道。以阳极室的有效体积为基准，空气阴极型MFC获得的功率密度最高，为15.0 W/m3。液体阴极/PEM型、空气阴极型和液体阴极/无PEM型MFC的内阻分别为188Ω、490Ω和348Ω。可见，MFC的结构对其产能效果影响较大；同时，评价其性能优劣的标准的选取对评价结果也具有显著影响。
从已稳定运行1年的MFC的阳极室分离得到1株具有电化学活性革兰氏阴性细菌--菌株RE7，其16S rRNA基因序列与Pseudomonas aeruginosa strainCMG587有99％同源性，属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。利用菌株RE7构建的MFC的稳定产电和循环伏安曲线测定结果都表明，菌株RE7具有较强的电化学活性，利用菌株RE7构建的MFC的最大输出电压为352 mV，相应的最大面积功率密度为69.2 mW/m2,体积最大功率密度为6.2 W/m3。由不同稀释比例的MFC排出液的产电效果比较可知，菌株RE7极有可能是通过自身分泌的氧化还原类物质进行电子传递。
对以葡萄糖、葡萄糖和苯酚、苯酚为不同燃料的MFC进行了有机物降解和产能效果的研究。MFC在不同燃料来源条件下对苯酚去除率均大于85％，COD去除率超过80％。MFC的连续运行试验结果表明，1000Ω外电阻条件下，以葡萄糖为单一燃料的MFC运行周期最长，可达400 h，最大输出电压为551 mV，功率密度为121 mW/m2(阳极)；以葡萄糖和苯酚为混合燃料的MFC运行周期约200 h，最大输出电压为208 mV，功率密度为16 mW/m2(阳极)；而以苯酚为单一燃料的MFC运行周期仅约为100 h，最大输出电压为121 mV，功率密度为6mW/m2(阳极)。试验证实了MFC利用苯酚作为燃料的可行性，为酚类难降解有机物的高效低耗处理提供了新的研究思路。
采用填料型MFC，以铁氰化钾溶液作为电子受体，研究苯酚为单一燃料和苯酚+葡萄糖为混合燃料条件下MFC的产电特性以及其基质利用效果。在1000Ω外电阻条件下，1000 mg/L苯酚为单一燃料运行时，MFC在苯酚去除率达到约90％时输出电压达到最大值，最大输出电压为540 mV，产电曲线存在单一极大值；1000mg/L苯酚+500 mg/L葡萄糖为混合燃料运行时，最大输出电压可达657 mV，产电曲线存在2个峰值，第1峰值和第2峰值出现时对应的苯酚的去除率分别约为20％和90％。混合燃料运行条件下，前后2个产电峰值出现时MFC的最大体积(面积)功率密度分别为28.3 W/m3(342.0 mW/m2)和12.6 W/m3(152.2 mW/m2)，内阻分别为194Ω和246Ω。在2种燃料情形下，MFC对苯酚和COD的去除率均可在60 h之内分别达到95％和90％以上。
以苯酚为燃料的填料型MFC，阴极室填充的石墨颗粒的量与MFC的电能输出呈负相关。相同基质的情况下，MFC的外电阻越大，则MFC的库仑效率越高，苯酚的去除率也越高。以均值计算，1000Ω外电阻情况下的苯酚去除率比250Ω的情形高出8～10％。当苯酚的初始浓度低于500 mg/L时，MFC的库仑效率与苯酚的浓度呈正相关。作为共基质的葡萄糖添加量为250 mg/L时MFC获得了最快的苯酚去除(12 h以内，苯酚浓度从1000降低到88.5 mg/L)，更高浓度的葡萄糖对苯酚的去除起到抑制作用。
以重铬酸钾溶液作为电子受体，以碳布和碳刷作为电极材料构建了MFC，研究葡萄糖为阳极基质的条件下MFC的产电特性以及对Cr6+和COD的去除效果。在1000Ω外电阻条件下，含200 mg/L Cr6+的溶液为电子受体时，以碳刷阳极+碳刷阴极MFC的产电性能最佳，获得的最大输出电压为732 mV，对应的最大体积功率密度(阳极)为17.9 W/m3；与此同时，MFC在72 h内可将废水中的Cr6+由200 mg/L降低到3 mg/L，阳极室的COD去除率也达到90％以上。MFC的周期运行时间随着阴极液pH值的降低而明显缩短，阴极液pH=7.0、pH=5.0和pH=2.5时MFC的周期长短分别为144 h、66 h和19 h，周期产电量分别为63.5 C、65.4 C和47.6 C，pH=5.0时MFC可获得最大的周期产电量。MFC的最大输出电压和最大功率密度随着阴极液中Cr6+的浓度的减小而降低，二者呈正相关关系。试验结果表明，MFC能够利用六价铬作为电子受体，在实现高效降解的同时稳定地向外输出电能，这为含铬废水的高效低耗处理提供了新的研究思路。
本文通过利用葡萄糖和乙酸作为基质，构建了上下结构的双极室无介体MFC。在外电阻1000Ω的情况下，以葡萄糖为基质的MFC，最大输出电压达到564 mV，库仑效率为6.76％。以乙酸为基质的MFC，最大输出电压可达520 mV，库仑效率为10.7％。
其次，构建了液体阴极/PEM型、液体阴极/无PEM型和空气阴极型MFC，对其产电性能进行了比较研究。试验结果表明，1000Ω外电阻条件下，以640 mg/L乙酸作为燃料，以阳极面积为基准，液体阴极/PEM型MFC获得的功率密度最高，为382.4 mW/m2；液体阴极/无PEM型MFC可获得113.8 mW/m2的功率密度，这优于已见的此类MFC的其他报道。以阳极室的有效体积为基准，空气阴极型MFC获得的功率密度最高，为15.0 W/m3。液体阴极/PEM型、空气阴极型和液体阴极/无PEM型MFC的内阻分别为188Ω、490Ω和348Ω。可见，MFC的结构对其产能效果影响较大；同时，评价其性能优劣的标准的选取对评价结果也具有显著影响。
从已稳定运行1年的MFC的阳极室分离得到1株具有电化学活性革兰氏阴性细菌--菌株RE7，其16S rRNA基因序列与Pseudomonas aeruginosa strainCMG587有99％同源性，属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。利用菌株RE7构建的MFC的稳定产电和循环伏安曲线测定结果都表明，菌株RE7具有较强的电化学活性，利用菌株RE7构建的MFC的最大输出电压为352 mV，相应的最大面积功率密度为69.2 mW/m2,体积最大功率密度为6.2 W/m3。由不同稀释比例的MFC排出液的产电效果比较可知，菌株RE7极有可能是通过自身分泌的氧化还原类物质进行电子传递。
对以葡萄糖、葡萄糖和苯酚、苯酚为不同燃料的MFC进行了有机物降解和产能效果的研究。MFC在不同燃料来源条件下对苯酚去除率均大于85％，COD去除率超过80％。MFC的连续运行试验结果表明，1000Ω外电阻条件下，以葡萄糖为单一燃料的MFC运行周期最长，可达400 h，最大输出电压为551 mV，功率密度为121 mW/m2(阳极)；以葡萄糖和苯酚为混合燃料的MFC运行周期约200 h，最大输出电压为208 mV，功率密度为16 mW/m2(阳极)；而以苯酚为单一燃料的MFC运行周期仅约为100 h，最大输出电压为121 mV，功率密度为6mW/m2(阳极)。试验证实了MFC利用苯酚作为燃料的可行性，为酚类难降解有机物的高效低耗处理提供了新的研究思路。
采用填料型MFC，以铁氰化钾溶液作为电子受体，研究苯酚为单一燃料和苯酚+葡萄糖为混合燃料条件下MFC的产电特性以及其基质利用效果。在1000Ω外电阻条件下，1000 mg/L苯酚为单一燃料运行时，MFC在苯酚去除率达到约90％时输出电压达到最大值，最大输出电压为540 mV，产电曲线存在单一极大值；1000mg/L苯酚+500 mg/L葡萄糖为混合燃料运行时，最大输出电压可达657 mV，产电曲线存在2个峰值，第1峰值和第2峰值出现时对应的苯酚的去除率分别约为20％和90％。混合燃料运行条件下，前后2个产电峰值出现时MFC的最大体积(面积)功率密度分别为28.3 W/m3(342.0 mW/m2)和12.6 W/m3(152.2 mW/m2)，内阻分别为194Ω和246Ω。在2种燃料情形下，MFC对苯酚和COD的去除率均可在60 h之内分别达到95％和90％以上。
以苯酚为燃料的填料型MFC，阴极室填充的石墨颗粒的量与MFC的电能输出呈负相关。相同基质的情况下，MFC的外电阻越大，则MFC的库仑效率越高，苯酚的去除率也越高。以均值计算，1000Ω外电阻情况下的苯酚去除率比250Ω的情形高出8～10％。当苯酚的初始浓度低于500 mg/L时，MFC的库仑效率与苯酚的浓度呈正相关。作为共基质的葡萄糖添加量为250 mg/L时MFC获得了最快的苯酚去除(12 h以内，苯酚浓度从1000降低到88.5 mg/L)，更高浓度的葡萄糖对苯酚的去除起到抑制作用。
以重铬酸钾溶液作为电子受体，以碳布和碳刷作为电极材料构建了MFC，研究葡萄糖为阳极基质的条件下MFC的产电特性以及对Cr6+和COD的去除效果。在1000Ω外电阻条件下，含200 mg/L Cr6+的溶液为电子受体时，以碳刷阳极+碳刷阴极MFC的产电性能最佳，获得的最大输出电压为732 mV，对应的最大体积功率密度(阳极)为17.9 W/m3；与此同时，MFC在72 h内可将废水中的Cr6+由200 mg/L降低到3 mg/L，阳极室的COD去除率也达到90％以上。MFC的周期运行时间随着阴极液pH值的降低而明显缩短，阴极液pH=7.0、pH=5.0和pH=2.5时MFC的周期长短分别为144 h、66 h和19 h，周期产电量分别为63.5 C、65.4 C和47.6 C，pH=5.0时MFC可获得最大的周期产电量。MFC的最大输出电压和最大功率密度随着阴极液中Cr6+的浓度的减小而降低，二者呈正相关关系。试验结果表明，MFC能够利用六价铬作为电子受体，在实现高效降解的同时稳定地向外输出电能，这为含铬废水的高效低耗处理提供了新的研究思路。