膜生物反应器(MBR)耦合微生物燃料电池(MFC)是一很有潜力的废水处理技术,它结合了MBR与MFC废水处理工艺,取长补短,克服了各自的不足。相较于传统物水处理工艺,MBR具有较好的出水水质、污泥产率低、污泥处理成本少等优点,而MFC也可以从废水中获取能量,可以弥补曝气所消耗电能,因而,对MBR更为广泛的节能提供了新的可能。目前对MBR/MFC的研究主要分为三类：(1)反应器构型的研究；(2)电极材料(阴、阳极)的改性；(3)耦合机理的研究。本研究主要考察用蒽醌掺杂聚毗咯改性不锈钢网阴极材料。其中聚吡咯具有导电性,可以改性或修饰不锈钢网,而蒽醌类化合物广泛被认为具有氧化还原作用,特别是对催化氧气转化为过氧化氢阶段具有很好的促进作用,常被用作氧还原催化剂。本文采用采用恒电位电化学聚合法,利用聚吡咯掺杂蒽醌-2-磺酸钠盐(AQS)及茜素红(ARS)改性不锈钢网电极。利用三电极体系,研究改性不锈钢网催化降解亚甲基蓝染料(MB)的作用和效果,发现改性不锈钢网对MB的1h去除率均能达到90%以上,而未改性不锈钢做阴极,对照去除率则为41%；以酵母溶液模拟活性污泥测定膜的抗污染性能时,不锈钢改性膜组件表现出一定的抗污染特性,加上0.2V/cm电场强度后,聚吡咯(PPy)平均累积出水体积增加为18.8%,PPy/ARS为19.2%,而PPy/AQS为21.5%,表现出较好的膜过滤性能。研究尝试将制备的改性不锈钢膜电极用于废水处理。首先,在两室MFC及活性污泥系统中,将它们作为膜片电极,发现电池电压较未改性不锈钢电极有所提高,从功率密度曲线可以看出,使用PPy/AQS, PPy/ARS, PPy/SO42-复合改性电极的最大功率密度依次为13.93mW/m2,7.36mW/m2和5.58mW/m2,而空白未改性不锈钢网膜电极则为2.34mW/m2；使用改性不锈钢电极材料,电池内阻有显著减少。其次,将改性不锈钢膜电极制成膜组件形式,用于MBR/MFC反应器中,电池电压、功率密度等与在MFC中表现规律一致,其中使用AQS/PPy复合膜电极,功率密度提高了31.74倍,ARS/PPy复合膜电极则提高了27.06倍,PPy提高了23.70倍,并且该系统对COD的去除率达到95%以上,NH4+-N的去除率高于90%,出水浊度较低,pH在8左右。增加一个膜组件后,电池电压均有一定的提高。因而,改性不锈钢电极材料用于实际MBR/MFC水处理中,有很好的经济适用性。