微生物燃料电池（microbial fuel cells，MFCs）是利用微生物的新陈代谢作用直接将有机底物的化学能转化为电能，从而实现有机底物的氧化分解同时产电的过程。MFCs不但是一种洁净的可再生的新能源，也是一种能够用于处理环境废弃物及污染物的新型装置。目前利用MFCs处理环境废弃物及污染物的研究尚处于实验室研究阶段，主要集中在如何提高MFCs的底物利用效率和产电的效率及减小影响MFCs性能因素。本研究采用双室微生物燃料电池的反应器形式，利用Ochrobactrum sp.575或Shewanellaputrefaciens作为MFCs的阳极催化剂，50mM的铁氰化钾作为电子最终受体，碳刷作为阳极和阴极，对MFCs分别利用废弃物木糖、偶氮染料橙黄Ⅰ以及邻氨基苯酚产电的可行性进行了研究，并对底物的利用率和影响MFCs产电效率的因素进行了研究。　　本研究主要内容包括：⑴构建的纯菌MFCs能够很好的实现木糖的有效降解、橙黄Ⅰ的脱色和邻氨基苯酚的氧化同时对外输出电能，并且搭建的单菌MFCs能够长时间重复分解底物并对外输出电能，这为同类型有机物的高效低能耗处理提供了研究思路，并为微生物燃料电池技术的实际应用提供了科学的依据和技术基础。⑵以新的菌种Ochrobactrum sp.575作为木糖MFCs的阳极催化剂。首先Ochrobactrum sp.575在MFCs的电场作用下进行了驯化，结果发现通过驯化阳极微生物Ochrobactrum sp.575能够有效地提高MFCs阳极微生物的催化效率，从而能显著地提高MFCs的输出电流密度。经过三次驯化的Ochrobactrum sp.575作为催化剂时，MFCs中木糖的最终利用率达到了97.16％（木糖初始浓度为100mg/L），同时MFCs的最大输出电流密度达到3071.8mA/m3，最大输出功率密度达到了2625mW/m3，这要比同类型以木糖为基质的MFCs的输出功率都要高，这为木糖的高效利用提供了新的思路。木糖在MFCs中被微生物代谢后，产物中有延胡索酸的生成，而在正常有氧培养细菌时却没有发现延胡索酸的存在，这说明Ochrobactrum sp.575在MFCs中作为催化剂时，其代谢呼吸链主要为琥珀酸氧化呼吸链，这与传统的NADH氧化呼吸链为代谢呼吸链的电化学活性菌有很大的不同。⑶以Shewanella putrefaciens为MFCs阳极催化剂，研究利用MFCs脱色橙黄Ⅰ同时产电，结果发现，虽然橙黄Ⅰ对Shewanella putrefaciens的生长过程中造成一定的影响，但在微生物适应之后还是在MFCs中表现出了较好的脱色橙黄Ⅰ和对外产电的能力。在橙黄Ⅰ初始浓度为100mg/L时，MFCs的最大输出功率达到了4070.6mW/m3，对应的电流密度为10.86A/m3，MFCs内阻约为300Ω，在MFCs的一个周期内，橙黄Ⅰ的脱色率达到了95％，并且橙黄Ⅰ的最终浓度降低到6.91mg/L。⑷以Shewanella putrefaciens为MFCs阳极催化剂时，对有机污染物邻氨基苯酚降解发现，虽然邻氨基苯酚的降解效率不是很高，仍有46.6％，但MFCs的最大输出电流密度和最大输出功率密度分别达到了6322mA/m3和5871.3mW/m3。