微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,简称MFC)利用微生物作催化剂直接从可降解有机物中提取电能,具有废弃物处置与产电双重功效,是未来理想的产电方式和有机废弃物资源化处置工艺。本研究从广东省云浮市新兴县温氏集团取得猪粪废水,进行考察有关微生物燃料电池产电性能以及猪粪废水处理效果的研究。　　 首先构建了以布阴极组为空气阴极的可放大单室微生物燃料电池,并将其应用于猪粪废水的处理与产电。重点考察了阳极液pH值对猪粪废水处理和产电性能的影响。结果表明,阳极液pH=10时MFC的产电和废水处理性能最佳,输出功率密度达到2.10 Wm-3,与阳极液pH=6和pH=8时的电池相比,输出功率分别提高约2.7倍和1.9倍。同时,阳极液pH=10时,化学需氧量(COD)去除率和氨氮(NH4+-N)去除率也分别达到86.7％和92.8%,比阳极液pH=6和pH=8时MFC的COD去除率提高了约13.8%和6.7%;NH4+-N去除率提高了约5.3%和3.5%。本研究表明,调控阳极液pH值能够有效强化猪粪废水处理和产电,为猪粪废水资源化处理提供了一种新途径。　　 微生物燃料电池理论电压非常有限,制约其实际应用。通过串联和并联等方式,将单个微生物燃料电池组成电池堆,则可显著提高其可利用的输出电压或输出电流,以实现更好的实际运用。因此,在可放大的单室微生物燃料电池的基础上,设计构建了较大容积(1.475L)的连续式MCA-MFC电池堆,并考察其连续处理猪粪废水能力和产电能力。串联和并联微生物燃料电池堆在高进水有机负荷条件下(4.9 kg COD·m-3·d-1)得到更好的产电效果(输出功率密度)以及更好的废水处理效果(包括COD和NH4+-N去除率)。4.9kg COD·m-3·d-1时,串联和并联电池堆分别获4.3 Wm-3和11.2 Wm-3的稳定输出功率密度,79.6%和83.8%的COD去除率以及79.3%和90.8%的NH4+-N去除率。此外,实验证明了串、并联微生物燃料电池堆可以在保证产电效果的同时有效的提高输出电压、电流。　　 实验中的微生物燃料电池堆由5节电池单体组成,在水力连接上呈现串联推流式。此反应堆在结构设计上将空气阴极微生物燃料电池和膜组合微生物燃料电池的优点结合,构成的反应堆的优点有:　　 (1)共享进出水口,统一进出料;　　 (2)无需通气耗能、维护简便;　　 (3)结构紧凑,占地面积少,易扩展,可根据需要扩展为盘管式;　　 (4)造价较低;　　 (5)高处理容量;　　 (6)高产电效果(输出功率密度);　　 (7)高COD和NH4+-N去除率。　　 这样的设计使得此连续进水式反应堆更适合于放大扩展,可连续处理较大容量的废水,具有良好应用前景。