微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,简称MFC)是一种可以将废水中有机物的化学能转化为电能进行回收利用的新型电化学装置。它利用阳极室内的产电微生物将废水中的有机物降解并用于产电,从而达到污水处理与产电相结合的目的。微生物燃料电池在处理废水的同时回收了能源,可较大程度降低污水处理的运行成本。目前微生物燃料电池性能较低,若能大幅度提高微生物燃料电池的性能,将大大改善传统污水处理方式中能耗大,成本高,只有投入而没有产出的缺陷,进而污染物处理将成为一种有利可图的行业。本文首先构建了单室空气阴极微生物燃料电池,研究了物理刺激——紫外线、超声波预处理对于电池产电微生物的强化,从而提升电池的产电性能及污染物的降解能力。研究结果表明,紫外线预处理产电微生物可以提高MFC的产电性能,提高MFC的氧化性及还原性,其最佳照射时间为5min。而超声波预处理污泥和产电微生物可以提升MFC的产电性能,但效果不明显。预处理厌氧污泥的最佳处理时间时间为90s,预处理产电微生物的最佳处理时间为30s。紫外线与超声波混合处理后电池的产电性能效果并不是最好的。另一方面,本研究在一定条件下改变阴极碳布面积及阳极室纵向宽度、横截面积的大小,研究了电池构型对MFC产电性能的影响。研究结果表明,当阳极室体积一定时,电池的产电性能会随着阴极碳布面积的增加而增强;当阴极碳布面积一定时,电池的产电性能随着阳极室纵向宽度的增加先增大后减小,COD的去除率降低。而在阴极面积不变下,电池的产电性能随着阳极室横截面积的增加会下降。因为随着阳极室体积的增加,电池的内阻也增加,每个电池应有最适宜的体积与面积比。同时,本试验构建4组(8个)阳极室横截面积与阴极面积等比例扩大2倍MFC装置,发现电池的产电性能有所增强;另外构建4组(8个)阳极室体积与阴极面积等比例扩大2倍MFC装置,发现电池的开路电压有所提升,但是电池的功率因为电池内阻的增加而降低。