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近年来,随着我国经济与社会的发展,各种含氮废水排放量大,导致很多地区的地表水与地下水受到氮素的严重污染,对人民的身体健康造成极大危害。因此,去除水中含氮污染物迫在眉睫。而处理含氮废水的传统硝化反硝化脱氮工艺存在占地面积大、曝气能耗高,需外加碳源与碱度等问题,导致处理成本较高,并且在处理低碳氮比（Chemical Oxygen Demand/Total Nitrogen,C/N）废水时,其脱氮效能低。因此迫切的需要一种新的脱氮处理工艺来解决当前困境。微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）是一种利用微生物的催化作用将化学能转化为电能的生物电化学系统。将MFC应用于处理含氮废水,通过控制MFC阴极氧气浓度使其达到微氧状态,有利于在阴极实现短程硝化反硝化进行脱氮。此工艺可避免额外的碳源投加,节约反应空间,减少剩余污泥产量,在去除氨氮（NH4+-N）和化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）的同时进行产电,是一种具有极大应用前景的污水脱氮技术。本实验通过构建双室微氧生物阴极MFC处理含氮废水。研究曝气量对微氧生物阴极MFC脱氮性能以及微生物群落结构的影响,进而探究MFC短程硝化反硝化的最佳曝气量条件。在此基础上进一步探究微氧生物阴极MFC处理高氨氮低C/N废水的脱氮性能。此外,本实验在最优曝气量条件下,模拟污水厂四季水温变化,研究温度冲击对微生物燃料电池脱氮效能及微生物群落结构的影响。实验结论如下:（1）曝气量对微氧生物阴极MFC脱氮有显著影响。微氧生物阴极MFC处理模拟市政废水时,在曝气量为1.64 mL min-1的条件下实现了短程硝化反硝化。整个反应过程中亚硝态氮（NO2--N）积累率均在70%以上,最高可达为87.79%,阴极C/N比为1.57,总氮（Total Nitrogen,TN）去除率可达到80.38%,TN去除负荷为59.99 g/（m3d）。在外电阻500Ω条件下,其最大闭路电压达0.77V,此时库伦效率最高,为43.8%,电荷利用率最高。（2）微氧生物阴极MFC处理模拟市政废水时,无需额外投加碱度以保持较合适微生物生存的p H值环境。曝气量为1.64 mL?min-1与其他较高曝气量条件相比,pH值下降较少,反硝化产生的碱度大大补偿了之前硝化消耗的碱度,更适合硝化菌与反硝化菌共存。（3）在曝气量为1.64 mL min-1条件下,生物阴极MFC处理高氨氮低C/N废水也可以实现短程硝化反硝化并可达到较好的氮去除效果。NH4+-N去除率可达84.79%,TN去除率为74.41%,TN去除负荷为239.07 g/（m3d）。（4）1.64 mL min-1曝气量条件下有利于变形菌门（Proteobacteria）与β-变形菌纲（Betaproteobacteria）的富集,其丰度分别为77.81%和66.16%。属于亚硝化菌属的Nitrosomonas所占比例最高,为1.52%,而属于硝化菌属的Nitrobacter仅为0.04%。而有利于短程硝化反硝化的Thauera在1.64mL min-1曝气量条件下也得到了有效的富集,丰度为51.12%。此条件下自养反硝化菌Thiobacillus丰度较其他曝气量条件高,为0.42%。（5）温度冲击对微生物燃料电池脱氮效果影响较大。仅在温度由20℃升高至25℃时实现了短程硝化,并且脱氮效果优于其他温度条件,此时亚硝态氮积累率最高达89.15%,氨氮去除率为95.71%,TN去除率为81.13%,TN去除负荷为64.84 g/（m3 d）。25℃时电压与库伦效率最高,分别为0.57V和42.8%,电荷利用率最高。（6）温度冲击对微生物群落结构影响较大,25℃、20℃和15℃时,主要功能菌门分别占98.88%,96.13%,63.23%。25℃时有利于变形菌门（Protebacteria）以及β-变形菌纲（Betaproteobacteria）的生长,丰度分别为78.02%和65.96%。25℃下亚硝化菌属Nitrosomonas丰度远高于硝化菌属Nitrobacter,Nitrosomonas/Nitrobacter为53。此外,有利于短程硝化反硝化的Thauera在此条件下也得到了有效的富集,丰度为52.14%。而15℃下,Nitrobacter的丰富度高于Nitrosomonas,Nitrobacter比Nitrosomonas更能承受低温的冲击。两种典型的自养反硝化菌,Afipia和Thiobacillus,在25℃丰度也较高,分别为0.72%,0.43%。