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电化学辅助微生物厌氧系统( Electrochemical Microbial Anaerobic System,EMAS)是在微生物燃料电池(Microbial Fuel cells,MFCs)的基础上改进的一种产能装置,它在微生物燃料电池的阴极去除氧气的同时再外电路加一个电源(>0.2V),从而克服热力学障碍,实现质子和电子在阴极生成气体的过程。本论文采用碳布阳极,以含10% Pt催化剂的防水处理的碳布为阴极,设计了单室方型空气阴极微生物燃料电池。以市政管网中的生活污水为菌源,以1g/L的乙酸钠为唯一碳源,在1000Ω外电阻下启动(30℃)微生物燃料电池。待MFC反应器启动完成后,将阴极更换为碳纤维刷进行并密封反应器,施以一定的外加电压进行产甲烷实验。本论文考察了EMAS反应器的运行参数及条件(外加电压、曝氮气、阳极材料、底物)对产甲烷性能的影响,并将EMAS反应器与微生物厌氧系统(Microbial Anaerobic System,MAS)反应器从几个方面进行了对比。外加电压为-0.7V时,反应器的最大电流为3.25mA,甲烷产率可达260.0mmol/(m~2·d),电子捕获效率为92.1%。而在-0.6V及-0.5V的外加电压条件下,电子捕获效率分别为93.2%及93.0%,但是甲烷产率相对-0.7V条件下低了约55mmol/(m~2·d),最高电流为1.63mA和1.46mA,仅是-0.7V时最大电流的50.2%和44.9%。进水不曝氮气时,甲烷产率为164.8mmoL/(m~2·d),最大电流降为2.91mA,电子捕获效率为89.60%,电流曲线的下降点比进水曝氮气的情况下提前了20h左右。碳纤维布为阳极材料时,一个周期内的最大电流值为3.07mA,比以普通碳布为阳极时的3.25mA下降了0.18mA ,反应器的电子捕获效率从92.1%降为了41.2%。甲烷产率为359.2mmol/(m~2·d),比以普通碳布为阳极时提高了将近100mmol/(m~2·d)。以20mL/L的乙醇为底物时,最大电流为2.05mA,电流值从22h就开始下降,甲烷产率为255.3mmol/(m~2·d),电子捕获效率为61.2%。以垃圾渗滤液为底物,最大电流可以达到4.08mA,甲烷产率为126.4mmol/(m~2·d)。微生物厌氧系统的产甲烷产率为84.5mmol/(m~2·d),大约是EMAS的1/3。EMAS产甲烷反应器的COD去除率为94.8%,MAS反应器的COD去除率为78.1%,COD去除率比EMAS产甲烷反应器低了16.7%。MAS反应器产生的气体中甲烷含量可达92.3%,而EMAS所产生的气体中甲烷含量最高达81.4%。MAS反应器在平均运行了28d后才有稳定的甲烷产量,而EMAS比MAS提前10d完成启动过程。另外,在污泥产量、低温产甲烷方面,EMAS也比MAS有优势。