能源匮乏和环境污染是当今世界面临的两大问题,特别是农业径流污染。农药在农业活动中的流失,随雨水下渗到地下含水层造成地下水的污染。在传统的污水处理方法活性污泥法中,通过采用曝气和二次沉淀的方法来处理污水,这种方法既消耗了电能又产生了大量的剩余污泥,不仅不能节约能源,而且还增加了后续处理的难度。人工湿地(Constructed Wetland System,简称CWs)技术是利用填料、微生物、植物的三重协同作用,通过物理、化学、生物共同作用的污水处理工艺,其基本原理与生物膜法相似。人工湿地在处理生活污水、工业废水、雨水径流、农业径流污染等方面都有应用,是一种环境友好型的污水处理技术。同时,近几年微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,简称MFC)技术的发展也是日新月异,MFC技术是一种在燃料电池技术上发展演变而来的,它主要依靠产电微生物的催化作用,通过特殊微生物在分解有机物过程中将电子释放到细胞外,再利用电子收集装置,通过外电路,构成电流的回路,在此过程中产生了电能。本次实验研究的是带隔板的水平潜流人工湿地,填料采用的是给水厂的脱水铝污泥,并且在隔板间的不同位置设置两级MFC系统。在其中的一级MFC加玻璃棉作为分隔材料。实验用水采取实验室配水的形式,实验一共进行了225天分为四个阶段,前三个阶段主要研究不同有机物负荷对污染物去除以及MFC产电性能的影响,其中第四个阶段又分为三个小阶段,第四个阶段主要研究该系统对三唑磷杀虫剂的去除效果,以及改变进水三唑磷浓度,观察各污染物的去除效果以及MFC系统产电性能的变化。分析主要的实验数据可以得出以下结论。1)、铝污泥作为人工湿地的填料处理有机废水是可行的,在不同的有机物负荷下,最大的COD、氨氮、总磷的去除率分别为(90±2)%、(47.89±2.65)%、96%以上。2)、自来水厂的铝污泥中含有大量的Al3+,Al3+与水中的PO43-结合形成沉淀,所以可以将水体中的PO43-结合到铝污泥表面,达到除磷的目的,本次实验中湿地对磷的去除负荷高达1.2g/m2·d。3)、该实验装置中的阳极填料活性炭和湿地填料铝污泥对三唑磷的去除效果都比较好,在出水中基本上已经检测不到三唑磷的存在。推测湿地植物的根区对三唑磷有一定的去除作用。4)、在前期COD浓度的增加主要为微生物提供更多的能源。也促进了产电微生物的生长繁殖,后期有机物浓度的提高加大了产电微生物与异养微生物的竞争,影响最后的产电效果。有机物浓度的增加还会使得阴极COD浓度升高,阴极COD的好氧分解会使阴极溶解氧降低,影响电压的输出。本次实验中两级MFC系统的最大电压都出现在第Ⅱ阶段,带隔膜MFC系统的电压为1085.3±117.3m V,电流密度为41.09±2.6m A/m3,无隔膜的MFC系统的电压为983.9±102.1m V,电流密度为35.05±3.7m A/m3。5)MFC的内阻不仅跟电极间距有关,还跟分割材料的有无有关,因为分割材料在防止阴极的氧气进入到阳极区的同时也影响了阳极质子向阴极的传输。本次实验带隔膜的MFC内阻为798.9Ω、无隔膜的MFC内阻为177.1Ω。前者是后者的4.5倍。6)、在投加三唑磷的初期,两级的MFC系统电压都没有很大变化,推断产电微生物对三唑磷农药具有一定的抗性。相比较氨氮去除效果不断下降,硝化细菌对三唑磷农药比较敏感。