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膜污染是限制膜生物反应器（MBR）广泛应用的瓶颈问题,将微生物燃料电池（MFC）与MBR合理地耦合,可以利用MFC产生的低电场对MBR中的膜污染进行控制,然而目前MFC与MBR的耦合系统多采用通量低且结构复杂的阴极板式膜,不利于实际应用,并且对于低电场对污泥性质的影响和低电场条件下的膜污染控制机理研究甚少。针对以上问题,本研究将MFC引入使用中空纤维膜的MBR,研发了一种高质出水和低膜污染的新型MFC-MBR耦合系统,并考察了MFC-MBR耦合系统的电化学性能、污水处理效果、污泥减量效能以及膜污染情况,分析了MFC-MBR耦合系统内长期低电场作用对污泥性质的影响,解析了MFC-MBR耦合系统中低电场作用下的膜污染控制机理。MFC-MBR耦合系统长期运行研究表明:MFC-MBR能够将污水中的化学能以电能的形式回收,并在阴极和阳极之间形成0.09V/cm的内电场;长期低电场作用能够有效刺激污泥活性,MFC-MBR系统中化学需氧量（COD）、氨氮（NH4+-N）和总氮（TN）的去除率分别为94.8%、97.5%和50.8%,相比对照系统（C-MBR）分别提高了4.2%、3.4%和12.9%;与常规活性污泥系统相比,MFC-MBR能实现54%的污泥减量,污泥产量比C-MBR降低了28%;MFC-MBR中过膜压力（TMP）增长速率比C-MBR降低了57.28%,膜孔堵塞和泥饼层污染均得到明显的减缓。MFC-MBR耦合系统中污泥性质研究表明:与C-MBR相比,MFC-MBR对溶解性微生物产物（SMP）和松散结合的微生物胞外聚合物（LB-EPS）具有削减和改性作用,SMP和LB-EPS浓度分别降低37.4%和30.6%;MFC-MBR中污泥的污泥容积指数（SVI）、毛细吸水时间（CST）和比阻均低于C-MBR,污泥沉降性和过滤脱水性得到改善;MFC-MBR能够有效抑制丝状菌的过度繁殖,丝状菌长度/絮体面积（EFLI/FAI）比C-MBR降低了52.9%;MFC-MBR中污泥表面疏水性和聚集性降低,絮体粒径减小,但粒径均匀性提高、絮体可压缩性降低,结构更加密实,形状更加规则。MFC-MBR耦合系统中膜污染控制研究表明:电场力对污染物的驱动作用能够实现通量为0.396L/（m2·h）的反冲洗效果;对系统中关键污染物的膜污染特性分析发现,与C-MBR相比,MFC-MBR系统能够提高SMP与膜之间能量壁垒,降低二级能量最小值,从而降低SMP在膜上的黏附趋势,减缓SMP对膜孔的堵塞,MFC-MBR中SMP导致的膜通量下降量比C-MBR降低了8.2%;MFC-MBR系统降低了LB-EPS的疏水性,减小了LB-EPS与膜表面之间的粘附自由能,减缓了LB-EPS在膜表面的吸附积累,提高了LB-EPS污染层孔隙率,污染层阻力比C-MBR降低了45.6%;MFC-MBR系统降低了污泥絮体与膜表面和泥饼层之间的粘附自由能,并且污泥絮体需要克服更高的能量壁垒才能与膜表面和泥饼层接触。此外,MFC-MBR中膜面泥饼层中具有较高的孔隙率和较低的污染物含量,表明MFC-MBR系统能够有效减缓污泥絮体在膜表面和泥饼层上的吸附积累,并且形成的泥饼层具有更高的过滤性能。综上,MFC-MBR耦合系统在有效控制膜污染的同时,能够提高污水处理效能和污泥减量效果,为MBR中膜污染的控制提供了一个高效节能的途径,对MBR技术的推广应用具有重要意义。