近年来,MFCs(microbial fuel cells,MFCs)因其工作条件温和、底物来源广泛,同时还具有回收生物质能的作用,为人们提供了一种废水资源化处理的新思路。榨菜废水中的大量无机盐对常规微生物的繁殖及生物活性具有抑制作用,因而常规技术对此类污水的处理效果并不理想;另外考虑到常规处理技术的能耗和运行费用相对偏高,产生的大量污泥的后续治理成本也较不菲。因为榨菜废水具有用作电池燃料适宜的水质特征:有机质浓度高、良好的可生化性及适宜的盐度。本研究以高盐榨菜废水为双室微生物燃料电池底物,选用过硫酸钾、氧气和铁氰化钾等常见的氧化还原能力具有差异的氧化剂作为电子受体,比较其产电性能和阳极微生物菌群。此外,本研究还设置相关实验探究在高盐榨菜废水生物阴极MFCs中同时高效的实现硝化-反硝化、碳的去除和发电的可行性。更具体地,实验构建了一个双室MFCs用于榨菜废水的资源化处理,评估了化学阴极和生物阴极产电和污染物去除的的影响。主要结论如下:1)实验以铁氰化钾、过硫酸钾、曝气阴极为电子受体的微生物燃料电池,在外电阻500Ω的负载下运行时,其在输出电压、产电周期、功率密度和内阻等方面均具有明显差异,就产电性能和污染物去除以及库伦效率等来考虑,过硫酸钾作为榨菜废水燃料电池的电子受体更优。其中铁氰化钾输出电压588mV、产电周期70h、功率密度363.64 mW/m~2、内阻87Ω、COD去除率为(55±2.7)%、库伦效率为(28±1.4)%;过硫酸钾的输出电压802mv、产电周期66h、功率密度697 mW/m~2、内阻101Ω、COD去除率为(68.7±3.4)%、库伦效率为(33±1.6%);曝气阴极输出电压300mv、产电周期57h,功率密度73.3 mW/m~2、内阻170Ω、COD去除率为(61.7±3.1)%、库伦效率为(11±0.5)%。2)通过对微生物群落的分析,水解发酵菌属为电池系统阳极的核心微生物群落。不同阴极电子受体的主要产电菌群种类相近、但丰度不同,微生物丰度的差异来源于不同电子受体的势差,势差较大时(本实验中即以过硫酸钾为电子受体时)微生物群落的多样性和丰富度较高,产电和污染物去除效果较好。水解发酵菌属在铁氰化钾、过硫酸钾和氧气MFCs阳极微生物菌群中分别占比64.3%、75.51%和63.6%,包括Lentimicrobium、Synergistaceae、Sphaerochaeta、Anaerolineaceae、Draconibacteriacea菌属。铁氰化钾、过硫酸钾和氧气MFCs的核心产电菌群丰度分别为80%、82%、69%。3)构建了双室生物阴极微生物燃料电池系统,分析了不同曝气强度(20mL/min、40 mL/min、100 mL/min和200 mL/min)对系统脱氮和产电性能的影响,并讨论了间歇曝气(间歇时长分别为0h、1h、2h和4h)对污染物的去除影响。结果表明,生物阴极MFCs实现了污染物去除和能量回收的双重目的,生物阴极MFCs稳定运行时。曝气强度在40-100 mL/min之间、DO浓度在4-6 mg/L使得电压输出最大为253 mV,产电周期最长,生物阴极MFCs对COD去除以及脱氮效果相对较为理想。间歇式曝气运行方式既能有效提高生物阴极脱氮性能又可以减少维持高浓度DO的能量输入。控制曝气方式在S3条件下(即间歇曝气2h)对污染物TN去除效果最好,对比持续曝气提高了20%的TN的去除率。总体来说,双室MFCs处理榨菜废水具有较好的处理效果和能量回收的作用,化学阴极电子受体能够较好的提高电池系统的产电性能,同时具有较高的库伦效率,其中氧化还原电位较高的(如过硫酸钾)产电性能越好,通过高通量检测,其中有机物降解的方式为水解发酵的方式;生物阴极能够对污染物削除起到较好的处理效果,采用间隙曝气的方式既能够降低能耗,又能够提高处理效率,尤其在曝气强度40mL/min,间歇2小时曝气的条件下,总氮的去除率最高。实验给榨菜废水的资源化处理和双室MFCs的工程化应用提供了理论参数和基础数据。